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摘要：本文结合工程实际，对水泥土搅拌桩截渗墙在堤坝加固工程的应用制谈一些看法。
关键词:水泥土搅拌桩，截渗墙，堤坝加固，应用
中图分类号：U457+.3文献标识码：A文章编号：
Abstract: based on the engineering practice of mixing poles cut-off wall in the dam reinforcement engineering some views on the application of the system.
Keywords: cement-soil pile, cut permeability wall, the dam reinforcement, applications
水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土，以水泥为固化剂，固化剂和土体之间發生物理化学反应，使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性，并具有一定强度的水泥土截渗墙，以达到截渗的目的。
一、多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术概述
深层搅拌是利用水泥类浆液与原土通过叶片强制搅拌形成墙体的技术。多头小直径深层搅拌桩机的问世，使各幅钻孔更能安全搭接形成连成一体的墙体，使排柱式水泥土地下墙的连续性、均匀性都有大幅度的提高。从现场检测结果看：墙体搭接均匀、连续整齐、美观、墙体垂直偏差小，满足搭接要求。该工法适用于黏土、粉质黏土、淤泥质土以及密实度中等以下的砂层，且施工进度和质量不受地下水位的影响。从浆液搅拌混合后形成“复合土”的物理性质分析，这种复合土属于“柔性”物质，从防渗墙的开挖过程还可以看到，防渗墙与原地基土无明显的分界面，即“复合土”与周边土胶结良好。因而，目前防洪堤的垂直防渗处理，在墙身不大于18m的条件下优先选用深层搅拌桩水泥土防渗墙。
多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术是在普通深层搅拌桩技术基础上发展而成的，它保留了普通深层搅拌桩技术取材方便、施工无噪音、无污染、工程效果好等优点外，主要在一机多头（3个钻头）和小直径（200-300mm）成墙两个方面有所突破，并可连续成墙。
二、工程应用
1、工程概况
某河堤是五、六十年代开挖河道时修建的，由于年久失修，堤坝上已存在空洞和裂缝，局部河段河道弯曲，流势不稳，主流直冲河岸堤防，易形成险工段，而且防洪能力仅为十年一遇。因此，为提高防洪能力并计划把防洪标准提高到二十年一遇，决定对其进行治理。治理方案采用深层搅拌桩截渗墙技术进行加固。截渗墙顶高程为30.5m，墙底高程为21.0 m，设计桩长9.5 m。
2、水泥土搅拌桩截渗墙的施工要求：
（1）按施工图纸要求控制下钻深度、喷浆面及停浆面，确保桩长；
（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）浆液泵送必须连续，用量必须有衡器计量，并有专人记录；
（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20mm；
（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30mm，桩间搭接长度、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，时间记录误差不得大于5s；
（8）在喷浆成桩过程中遇有故障而停止喷浆时，第二次喷浆接桩时，其喷浆重叠长度不得小于2.0m。
三、施工要点
1、材料控制
（1）水泥：水泥搅拌桩浆液应采用P.O42.5普通硅酸盐水泥拌制，水泥应符合GB175-1999规定的质量标准，不能使用结块水泥。
（2）水：水泥搅拌桩浆液拌和用水水质应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ-89的规定，未经处理的工业废水不能使用。
（3）外加剂：各种外加剂的质量应符合《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999的有关规定，其掺量应通过试验确定。
（4）浆液配制：水泥掺入量要按配合比试验结果取用，在满足渗流、抗压强度等指标前提下，水泥掺入量不小于被加固土体重量的13％。对不同批号的水泥及各种不同配比的浆液取样，制作试件进行浆液和浆液固体及浆液与土料搅拌混合体的物理性能、力学性能试验，并将试验成果报送项目监理审批。浆液性能试验的内容为：比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间。凝固体的物理性能试验内容为：抗渗指标、抗压、抗折强度。施工所用水泥浆液水灰比应为项目监理批准的指标，水泥浆液存放的有效时间，要符合下列规定：当气温在10℃以下时，不宜超过5小时。当气温在10℃以上时，不宜超过3小时。当浆液存放时间超过有效时间时，应按废浆处理。浆液存放时应控制浆体温度在5℃～40℃范围内，如超出上述规定要弃除。
2、工程机械设备的选择
根据设计要求、质量要求、工程量大小和各种水泥土搅拌桩截渗墙机械的技术参数，选择1台DZJ型多头小直径水泥土搅拌桩施工机械。
（1）机械性能参数如下：①主机自重：16.5t；②主机外形尺寸（长×宽×高）：5.52×5.5×18.0m；③最大设备用电量：60KW；④最大深度：20~24m。
（2）设备的特点：①采用液压步履式行走，行走平稳，定位准确，成墙均匀。②一机三头小直径钻头同时钻进，施工工效高，每台时成墙10~20m2。③主机钻杆进退速度分四个档位，可视不同土质采用相应档位，低速最大穿透能力可打穿硬土。④采用先进的一机三管浆泵，保证供浆均匀且可以不同的供浆速度与钻杆钻进速度配合。⑤钻杆垂直度可控制在0.3%以内。
3、配合比及现场成墙试验
（1）施工作业开始前，按施工图纸的要求和监理人的指示，在选择好的试验段内进行现场工艺试验，以选定浆液的水灰比、水泥掺入比、输浆量、施工速度之间的档位配合以及与之相应的允许电流和成墙厚度等施工参数。根据工程设计参数、机械选择、《水泥土截渗墙施工规范》，选用钻头直径为380mm，桩与桩之间相割70mm，截渗墙上部的最小厚度为300mm，成桩垂直度偏差不大于0.3%。水泥掺入量：在进行水泥土截渗墙成墙试验时，水泥掺入比分别选用12%、15%、18%、20%，待试验结束后再最终确定掺入比。
（2）试验结束后，应根据监理人指示钻取芯样进行固结体的均匀性、整体性、强度和渗透性等试验，并将试验成果提交监理人。
4、测量放样
（1）防渗墙轴线测放。根据总包方或监理人提供的测量控制点和施工图纸中防渗墙中心线位置确定截渗墙轴线。截渗墙轴线由施工员实施放样，技术负责人复核，报监理人审查合格后交付使用。截渗墙轴线两端的固定点妥善保护，不得破坏。
（2）高程接测。对总包方或监理人提供的水准点进行复核，无误后方能使用。根据复核的高程资料，每段沿截渗墙轴线每20m施测一个点，建立轴线标高控制网。每段设立两个标高控制点，以备施工过程中的复核，标高控制点设在特制木桩上并加以围封或不易遭破坏的固定点上。
（3）定位。本工程采用的多头小直径深层搅拌桩机，每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制，放样时每130cm测放一个桩位控制点，且每50m（或40个单元幅）作为一次定位误差校核点。每个单元幅起始点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。同时在防渗墙轴线外侧按同样的方法，
5、水泥土搅拌桩截渗墙施工程序及成墙工艺
（1）水泥土搅拌桩截渗墙施工程序
①多头小直径搅拌桩机就位、调平，搅拌轴对中偏差不大于20mm，搅拌机械塔架要保持垂直，垂直度偏差不超过0.3%。
②启动喷浆泵喷浆。
③随即启动主机，钻杆开始边喷浆边钻进。
④当钻进到设计深度后，重复喷浆搅拌提升到地面，再重复（2）（3）（4）、、项动作完成二次复搅，第一序桩完成。
⑤主机上机架第一次纵移至第二序桩位，调平。
⑥重复②③④项动作，第二序桩完成。、、
⑦主机上机架第二次纵移至第三序桩位，调平。
⑧重复②③④项动作，二次复搅后第三序桩完成，即第一单元墙、、体完成。
⑨主机整体沿预定的方向移动，开始重复1~8项动作完成第二单元墙体，如此连续作业，直至工程完成。
（2）成墙工艺：使多头小直径搅拌桩机就位、调平；启动主机，通过主机的动力传动装置，带动主机上的多个并列的钻杆转动，钻头搅拌，并以一定的推进力把钻头向土层推进至设计深度；然后提升搅拌到孔口；在上述过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输浆管输进钻杆，经钻头喷入土体。在钻进和提升的同时水泥浆和原土充分拌和。桩机纵移就位调平，多次重复上述过程形成一道截渗墙。
6、质量检查与记录
（1）水泥土截渗墙施工前检查：①检查轴线及桩位测量放样资料；②对原材料的抽样检查和配合比试验检查。
（2）截渗墙施工过程中的质量检查和验收：①现场取样试验的成果检验；②检查钻机定位、造浆、输浆、喷浆、搅拌等施工班报记录；③检查是否按施工要求控制钻深度、输浆面、停浆面、确保施工墙长，深度误差不大于设计和规范规定值；④检查有无准确的输浆计量装置；⑤检查搅拌、输浆及下沉或提升是否均匀，是否准确计量，以保证墙体连续。⑥检查施工中是否定期对钻头进行复检，控制钻头磨耗量。
（3）成墙质量检查：①水泥土搅拌桩桩位检查；②水泥土搅拌桩有效直径的检查；③搅拌桩的顶底高程和有效长度的检查；④搅拌桩的搭接范围与形成的墙厚度的检查；⑤搅拌桩墙体水泥土抗压强度的检查；⑥搅拌桩墙体水泥土渗透系数的测定。
7、质量保证措施
（1）用于施工的水泥等主要材料，必须有质保证件并复检，合格后方可使用。
（2）桩位放样用经纬仪精确定位并做好控制标记，每次截渗桩机就位后再作一次定位复核，保证桩位偏差在规定的范围内。
（3）截渗桩机安装必须稳固，钻进过程中无严重摇晃现象，以保证截渗桩的垂直度偏差小于设计和规范要求。
（4）在成桩后7天内，采用轻便触探器钻取桩身土样检查桩体均匀情况与完整性，抽检比例不低于2%。
（5）钻芯取样检查。施工过程中以轻便触探检验，在施工28天或90天后，根据监理人指示，采用钻机取芯样检查墙体质量。
（6）采用开挖从墙体取样和现场取土按墙体水泥掺入比拌制土样的方式同时进行室内试验，测定水泥土的抗压强度指标和渗透系数指标。要求水泥土无侧限抗压强度不小于0.5Mpa，渗透系数小于i×10-6cm/s(1 四、结束语
总之，水泥土截渗墙施工工艺比较复杂，其施工质量控制的关键是把水泥浆均匀地喷入坝基土中，同时，将水泥浆与坝身填土充分地搅拌均匀，可以保证形成完整、连续、均匀且具有一定强度的桩体，达到加固的效果。
参考文献：
1、王后明、马刚，水泥土攪拌桩截渗墙在水库加固中的应用，《建筑》2011年第08期
关键词:水泥土搅拌桩，截渗墙，堤坝加固，应用
中图分类号：U457+.3文献标识码：A文章编号：
Abstract: based on the engineering practice of mixing poles cut-off wall in the dam reinforcement engineering some views on the application of the system.
Keywords: cement-soil pile, cut permeability wall, the dam reinforcement, applications
水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土，以水泥为固化剂，固化剂和土体之间發生物理化学反应，使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性，并具有一定强度的水泥土截渗墙，以达到截渗的目的。
一、多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术概述
深层搅拌是利用水泥类浆液与原土通过叶片强制搅拌形成墙体的技术。多头小直径深层搅拌桩机的问世，使各幅钻孔更能安全搭接形成连成一体的墙体，使排柱式水泥土地下墙的连续性、均匀性都有大幅度的提高。从现场检测结果看：墙体搭接均匀、连续整齐、美观、墙体垂直偏差小，满足搭接要求。该工法适用于黏土、粉质黏土、淤泥质土以及密实度中等以下的砂层，且施工进度和质量不受地下水位的影响。从浆液搅拌混合后形成“复合土”的物理性质分析，这种复合土属于“柔性”物质，从防渗墙的开挖过程还可以看到，防渗墙与原地基土无明显的分界面，即“复合土”与周边土胶结良好。因而，目前防洪堤的垂直防渗处理，在墙身不大于18m的条件下优先选用深层搅拌桩水泥土防渗墙。
多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术是在普通深层搅拌桩技术基础上发展而成的，它保留了普通深层搅拌桩技术取材方便、施工无噪音、无污染、工程效果好等优点外，主要在一机多头（3个钻头）和小直径（200-300mm）成墙两个方面有所突破，并可连续成墙。
二、工程应用
1、工程概况
某河堤是五、六十年代开挖河道时修建的，由于年久失修，堤坝上已存在空洞和裂缝，局部河段河道弯曲，流势不稳，主流直冲河岸堤防，易形成险工段，而且防洪能力仅为十年一遇。因此，为提高防洪能力并计划把防洪标准提高到二十年一遇，决定对其进行治理。治理方案采用深层搅拌桩截渗墙技术进行加固。截渗墙顶高程为30.5m，墙底高程为21.0 m，设计桩长9.5 m。
2、水泥土搅拌桩截渗墙的施工要求：
（1）按施工图纸要求控制下钻深度、喷浆面及停浆面，确保桩长；
（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）浆液泵送必须连续，用量必须有衡器计量，并有专人记录；
（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20mm；
（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30mm，桩间搭接长度、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，时间记录误差不得大于5s；
（8）在喷浆成桩过程中遇有故障而停止喷浆时，第二次喷浆接桩时，其喷浆重叠长度不得小于2.0m。
三、施工要点
1、材料控制
（1）水泥：水泥搅拌桩浆液应采用P.O42.5普通硅酸盐水泥拌制，水泥应符合GB175-1999规定的质量标准，不能使用结块水泥。
（2）水：水泥搅拌桩浆液拌和用水水质应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ-89的规定，未经处理的工业废水不能使用。
（3）外加剂：各种外加剂的质量应符合《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999的有关规定，其掺量应通过试验确定。
（4）浆液配制：水泥掺入量要按配合比试验结果取用，在满足渗流、抗压强度等指标前提下，水泥掺入量不小于被加固土体重量的13％。对不同批号的水泥及各种不同配比的浆液取样，制作试件进行浆液和浆液固体及浆液与土料搅拌混合体的物理性能、力学性能试验，并将试验成果报送项目监理审批。浆液性能试验的内容为：比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间。凝固体的物理性能试验内容为：抗渗指标、抗压、抗折强度。施工所用水泥浆液水灰比应为项目监理批准的指标，水泥浆液存放的有效时间，要符合下列规定：当气温在10℃以下时，不宜超过5小时。当气温在10℃以上时，不宜超过3小时。当浆液存放时间超过有效时间时，应按废浆处理。浆液存放时应控制浆体温度在5℃～40℃范围内，如超出上述规定要弃除。
2、工程机械设备的选择
根据设计要求、质量要求、工程量大小和各种水泥土搅拌桩截渗墙机械的技术参数，选择1台DZJ型多头小直径水泥土搅拌桩施工机械。
（1）机械性能参数如下：①主机自重：16.5t；②主机外形尺寸（长×宽×高）：5.52×5.5×18.0m；③最大设备用电量：60KW；④最大深度：20~24m。
（2）设备的特点：①采用液压步履式行走，行走平稳，定位准确，成墙均匀。②一机三头小直径钻头同时钻进，施工工效高，每台时成墙10~20m2。③主机钻杆进退速度分四个档位，可视不同土质采用相应档位，低速最大穿透能力可打穿硬土。④采用先进的一机三管浆泵，保证供浆均匀且可以不同的供浆速度与钻杆钻进速度配合。⑤钻杆垂直度可控制在0.3%以内。
3、配合比及现场成墙试验
（1）施工作业开始前，按施工图纸的要求和监理人的指示，在选择好的试验段内进行现场工艺试验，以选定浆液的水灰比、水泥掺入比、输浆量、施工速度之间的档位配合以及与之相应的允许电流和成墙厚度等施工参数。根据工程设计参数、机械选择、《水泥土截渗墙施工规范》，选用钻头直径为380mm，桩与桩之间相割70mm，截渗墙上部的最小厚度为300mm，成桩垂直度偏差不大于0.3%。水泥掺入量：在进行水泥土截渗墙成墙试验时，水泥掺入比分别选用12%、15%、18%、20%，待试验结束后再最终确定掺入比。
（2）试验结束后，应根据监理人指示钻取芯样进行固结体的均匀性、整体性、强度和渗透性等试验，并将试验成果提交监理人。
4、测量放样
（1）防渗墙轴线测放。根据总包方或监理人提供的测量控制点和施工图纸中防渗墙中心线位置确定截渗墙轴线。截渗墙轴线由施工员实施放样，技术负责人复核，报监理人审查合格后交付使用。截渗墙轴线两端的固定点妥善保护，不得破坏。
（2）高程接测。对总包方或监理人提供的水准点进行复核，无误后方能使用。根据复核的高程资料，每段沿截渗墙轴线每20m施测一个点，建立轴线标高控制网。每段设立两个标高控制点，以备施工过程中的复核，标高控制点设在特制木桩上并加以围封或不易遭破坏的固定点上。
（3）定位。本工程采用的多头小直径深层搅拌桩机，每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制，放样时每130cm测放一个桩位控制点，且每50m（或40个单元幅）作为一次定位误差校核点。每个单元幅起始点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。同时在防渗墙轴线外侧按同样的方法，
5、水泥土搅拌桩截渗墙施工程序及成墙工艺
（1）水泥土搅拌桩截渗墙施工程序
①多头小直径搅拌桩机就位、调平，搅拌轴对中偏差不大于20mm，搅拌机械塔架要保持垂直，垂直度偏差不超过0.3%。
②启动喷浆泵喷浆。
③随即启动主机，钻杆开始边喷浆边钻进。
④当钻进到设计深度后，重复喷浆搅拌提升到地面，再重复（2）（3）（4）、、项动作完成二次复搅，第一序桩完成。
⑤主机上机架第一次纵移至第二序桩位，调平。
⑥重复②③④项动作，第二序桩完成。、、
⑦主机上机架第二次纵移至第三序桩位，调平。
⑧重复②③④项动作，二次复搅后第三序桩完成，即第一单元墙、、体完成。
⑨主机整体沿预定的方向移动，开始重复1~8项动作完成第二单元墙体，如此连续作业，直至工程完成。
（2）成墙工艺：使多头小直径搅拌桩机就位、调平；启动主机，通过主机的动力传动装置，带动主机上的多个并列的钻杆转动，钻头搅拌，并以一定的推进力把钻头向土层推进至设计深度；然后提升搅拌到孔口；在上述过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输浆管输进钻杆，经钻头喷入土体。在钻进和提升的同时水泥浆和原土充分拌和。桩机纵移就位调平，多次重复上述过程形成一道截渗墙。
6、质量检查与记录
（1）水泥土截渗墙施工前检查：①检查轴线及桩位测量放样资料；②对原材料的抽样检查和配合比试验检查。
（2）截渗墙施工过程中的质量检查和验收：①现场取样试验的成果检验；②检查钻机定位、造浆、输浆、喷浆、搅拌等施工班报记录；③检查是否按施工要求控制钻深度、输浆面、停浆面、确保施工墙长，深度误差不大于设计和规范规定值；④检查有无准确的输浆计量装置；⑤检查搅拌、输浆及下沉或提升是否均匀，是否准确计量，以保证墙体连续。⑥检查施工中是否定期对钻头进行复检，控制钻头磨耗量。
（3）成墙质量检查：①水泥土搅拌桩桩位检查；②水泥土搅拌桩有效直径的检查；③搅拌桩的顶底高程和有效长度的检查；④搅拌桩的搭接范围与形成的墙厚度的检查；⑤搅拌桩墙体水泥土抗压强度的检查；⑥搅拌桩墙体水泥土渗透系数的测定。
7、质量保证措施
（1）用于施工的水泥等主要材料，必须有质保证件并复检，合格后方可使用。
（2）桩位放样用经纬仪精确定位并做好控制标记，每次截渗桩机就位后再作一次定位复核，保证桩位偏差在规定的范围内。
（3）截渗桩机安装必须稳固，钻进过程中无严重摇晃现象，以保证截渗桩的垂直度偏差小于设计和规范要求。
（4）在成桩后7天内，采用轻便触探器钻取桩身土样检查桩体均匀情况与完整性，抽检比例不低于2%。
（5）钻芯取样检查。施工过程中以轻便触探检验，在施工28天或90天后，根据监理人指示，采用钻机取芯样检查墙体质量。
（6）采用开挖从墙体取样和现场取土按墙体水泥掺入比拌制土样的方式同时进行室内试验，测定水泥土的抗压强度指标和渗透系数指标。要求水泥土无侧限抗压强度不小于0.5Mpa，渗透系数小于i×10-6cm/s(1
总之，水泥土截渗墙施工工艺比较复杂，其施工质量控制的关键是把水泥浆均匀地喷入坝基土中，同时，将水泥浆与坝身填土充分地搅拌均匀，可以保证形成完整、连续、均匀且具有一定强度的桩体，达到加固的效果。
参考文献：
1、王后明、马刚，水泥土攪拌桩截渗墙在水库加固中的应用，《建筑》2011年第08期