单头小直径深层搅拌桩防渗墙方法与实践

单头小直径深层搅拌桩防渗墙方法与实践

汪亚运

身份证号码：4290051990****0033中国葛洲坝集团基础工程有限公司湖北宜昌443000

摘要：目前，深层水泥搅拌桩作为我国常见的堤防防渗技术之一，在建筑工程中应用广泛。它作为一种良好的软弱地基处理方式，将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结成桩、成墙，作为止水桩效果好，对地基深层也能有效治理。本文主要针对于相应实例进行单头小直径深层搅拌桩防渗墙施工的研究分析，了解其施工方法和质量控制因素，以保证施工更加顺利的进行。

关键词：单头小直径深层搅拌防渗墙；施工总体布置；施工工艺

引言：在实施单头小直径深层搅拌桩防渗墙施工时，不仅仅需要按照施工现场环境进行工程布置，还要提高对这项技术手段的了解程度，并按照规定的工艺流程进行施工，有效减少施工中出现的问题，保证防渗墙的整体施工质量。

一、工程实例

黑龙江省松花江干流治理工程第十二标段施工内容主要包括木兰县木兰城堤、柳河堤、红光堤及相应的护坡、建筑物、交通工程等。

其中红光堤防全长10.86km，堤防的防洪标准为20年一遇，级别为4级。新建垂直防渗墙4段（桩号为：3+000-4+000、6+400-7+500），由于该段堤防设计成墙深度为12m，深度较深，并根据地勘资料可知，还需穿过地下硬层，多头水泥搅拌桩机无法满足施工要求。因此，为保证成墙深度及成墙厚度，该段防渗墙采用PH-5D型大扭矩单头水泥搅拌桩机进行施工，该型号桩机钻头直径50cm，部桩间距40cm，成墙厚度30cm，成墙深度12m。

二、施工总体布置

在进行单头小直径深层搅拌桩防渗墙施工之前，需要按照规定对施工现场进行考察，并按照考察结果制定合理的施工方案。本次对本次防渗工程的深入研究大大减少在施工总体布置时出现的问题，为施工总体布置提供便利。另外，在进行施工总体布置时，必须加强对施工特点、水电供应和施工现场等方面的重视，并采取采取适当的方法保证该项施工便利和经济合理。

（一）施工用水

松花江作为黑龙江最主要的水源，在进行单头小直径深层搅拌桩防渗墙施工时可以使用松花江江水，加上松花江处于施工现场附近，这不仅仅减少能够减少抽取水消耗的时间，还能提高防渗工程施工进度。另外为了保证施工质量，需要对江水进行离心净化处理之后才可以投入使用。

（二）施工用电

为了提升防渗工程施工进度，需要在施工中使用电气设备。加上本次施工路线较长，因此，应在本次施工中使用柴油发电机，并在其中结合当地电网系统，保证施工用电质量。另外，在设置施工用电的过程中，还要保证电气设备自身具备接地功能，减少工作人员在施工电气设备时出现的触电现象。

（三）施工道路

平整的道路及场地对施工顺利进行意义重大。目前在实施防渗施工之前，需要按照规定对施工道路进行平铺处理，在这个过程中应使用推土机，并对平铺之后的道路采取振动碾碾压密实，坑洼地带采取黏土填平，提升施工道路的平整性。

三、防渗技术的施工成墙工艺

（一）桩机定位、调平

根据施工桩位平面图，使单头小直径深层搅拌桩机就位，并把桩机调整水平，采用三根标杆上刻度标记与各处的联通器管中油液面重叠方式来控制水平，以保证施工中不倾斜、不偏位，做到垂直度、桩位对中偏差均满足设计要求。

（二）桩机下钻及提升

通过主机的双驱动力装置，带动主机上的多个并列的钻杆转动，并以一定的推进力使钻杆的钻头向土层钻进，同时钻头喷浆，达到设计深度时，钻杆堤升复搅，直到设计防渗墙顶标高时，停止喷浆。在上述过程中，通过一、二级搅拌系统，用可调泵速的三缸单作用活塞泥浆泵，将水泥浆分别单独向三根高压输浆管均匀输送到各根钻杆，经钻头喷入土体中，在钻进及提升的同时，使水泥浆和原土充分拌和。

（三）桩机纵移定位、调平

本工程水泥搅拌桩防渗墙施工采用PH-5D型单头水泥搅拌桩机，根据“二喷四搅”施工工艺二次成墙。重复第二、三步，就能完成单元墙体，如此连续重复完成单元墙体，就能形成连续防渗墙体。施工工艺流程图1-1所示

四、施工质量控制

（一）钻进质量控制

1、桩位控制：为确保搭接长度、墙体厚度及整体性，施工时放一条醒目平行设计防渗墙体轴线的辅助线，为保证桩位的准确度，根据桩孔距、搭接要求，制作桩位放样定位尺，可在辅助线上定出每序成墙孔号位置，使桩位偏差满足设计要求。

2、墙体垂直度控制：在施工前，用经纬仪调整桩机塔架或钻杆垂直于地面，因桩机底座平台上有三根标杆均固定联通器管，待管中注入油后，就在管中油液面处的标杆上做出醒目刻度标记，使油液面与刻度标记重叠，最后将联通器管口封闭。因此在施工时，只要保持桩机底座平台上的三根标杆上刻度标记与各处的联通器管中油液面重叠，所成的防渗墙体垂直度就能满足设计要求。

3、桩径控制：主要是控制钻头直径，一般选择钻头直径都稍微大于设计桩径要求，因此在施工过程中，要经常检查钻头尺寸是否达到设计要求时所选钻头最小尺寸，特别是在砂性土层中；若钻头磨损利害，尺寸不符合，则应更换合格的钻头。

4、桩长控制：根据设计要求的桩长，选定较为适宜的机型，以确保桩长及施工质量。

说明：1、桩机就位；2、适量喷浆钻进贯入；3、提升搅拌；4、重复喷浆钻进搅拌；5、提升复搅；6、成桩完毕、桩机移位

图1-1单头水泥搅拌桩施工工艺流程图

（二）浆液及灌浆质量控制

1、严格按照水灰比要求配制水泥浆液，对配制好的水泥浆液及时检测，合格后才能使用。

2、搅拌好的水泥浆液放置时间不得超过2h，离析的水泥浆液禁止使用。

3、在一、二级搅拌系统中，都应装上过滤筛网，可防止结块水泥、水泥浆块及杂物堵塞浆管，保证输浆系统畅通，尽量避免施工中因输浆系统发生障碍而出现断桩现象。

4、在施工中如发现溢浆严重或不溢浆现象，施工人员要向现场技术员及施工员汇报，适当调整水灰比或增、减注浆量，保证成墙质量。

（三）施工过程中质量控制要点

1、严格按照施工图纸和试验确定的水泥掺入量及提升、下降搅拌速度，水泥浆液比重等参数进行施工，确保施工质量。

2、喷浆机应设有精确的浆液计量装置，严禁没有浆液计量装置的喷浆机投入使用。

3、搅拌机操作与供浆系统要做到密切配合，并规定明确的联络信号，以保证施工有序进行。控制好下沉和提升速度，以保证桩体范围内每一深度均得到充分搅拌。施工记录由专人负责，必须及时、正确、完整，如实反映施工过程。

4、施工时应定时检查搅拌桩的桩径，成墙厚度及搅拌均匀程度，对使用的钻头应定期复核检查，其直径磨耗量不得大于2cm。

5、必须保证主机机身施工时处于水平状态，保证导向架的垂直度，桩体垂直偏差不得超过0.3%。

6、桩位偏差不得大于20mm，桩间搭接长度不小于5cm，成墙厚度满足设计要求。

7、喷浆下沉和喷浆提升的速度必须符合施工工艺要求，应有专人记录每桩下沉或提升时间，深度记录误差不得大于50mm，时间误差不得大于5s。水泥浆在搅拌喷浆过程中不得离析，不得停置时间过长，随喷随搅，泵送必须连续。浆液严格按批准的水灰比拌制，超过3h不用的浆液必须废弃。

五、结束语

单头小直径防渗墙施工操作简单，受天气影响较小，工期较短，投资较省，质量可靠，适用范围广泛，可在类似工程地质条件的小型水库大坝防渗加固中广泛应用。

参考文献：

[1]宋华忠.浅谈深层搅拌桩在防洪中的应用[J].科学之友.2011(10)

[2]于滨，孙洪彦，王群.龙泉水库深层搅拌桩设计与施工[J].山东水利.2012(01)