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摘要:多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术是运用特制的多头小直径深层搅拌截渗桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙,用水泥土墙作为防渗墙达到截渗的目的。本文结合自己施工经验对淠史杭灌区除险加固工程中应用多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术进行了施工过程阐述。
关键词:多头小直径深层搅拌桩截渗墙
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
淠史杭灌区位于安徽省中西部和河南省东南部，横跨江淮两大流域，是淠河、史河、杭埠河三个毗邻灌区的总称，是以防洪、灌溉为主，兼有水力发电、城市供水、航运和水产养殖等综合功能的特大型水利工程，受益范围涉及安徽、河南2省4市17个县区，设计灌溉面积1198万亩，实灌面积1000万亩，区域人口1330万人，是新中国成立后兴建的全国最大灌区，是全国三个特大型灌区之一。经过几十年的运行，目前灌区部分工程或老化失修，或超过更新改造年限；从而制约了灌区综合效益的充分发挥。灌区自2000年开始对安徽省淠史杭灌区实施续建配套与节水改造工程。2010年，本人所在的安徽省淠史杭灌区管理总局工程处首次使用BJS-15B型多头小直径深层搅拌桩机在史河总干渠桩号18+200～23+291段进行了堤坝的截渗墙施工。灌区放水运行后，截渗效果良好。现结合多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工工作实践，浅谈一下多头小直径层搅拌桩机在灌区除险加固工程中的施工过程。
1、多头小直径深层搅拌桩截渗墙的原理
主要是以水泥作固化剂，运用特制的多头小直径深层搅拌截渗桩机一次多头钻进，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制搅拌均匀，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，连续桩间相割形成连续的水泥土截渗薄墙，达到截渗目的。
2、施工机械的选定
根据工程特点，结合地质地层情况和防渗加固深度要求，史河总干渠桩号18+200～23+291段截渗墙施工选用BJS系列深层搅拌钻机。
3、施工工艺参数及浆液配比试验
由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。
4施工工艺流程
深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。
5施工作业
1）、制浆：采用PO42.5普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。
2）、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于5‰，三头桩机还要观察三个连通液压管的液面是否在同一水平面上。
3）、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅3m，完成一序桩施工。
4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动225mm，单头桩机移动380mm，对准标定的桩位，调平，重复上述过程，完成下一序桩的施工。
5）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动1350mm后，进行下个单元的施工，对准桩位，重复上述过程。以此类推，连续成墙。
6）、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。
6施工质量控制
1）、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可调整水灰比。
2)、钻进、提升及复搅的速度均要控制在0.8～1.0m/min之间。
3)、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。
4)、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计算值。
5)、供电、供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再喷搅提升。因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗。
6)、当浆液到达设计桩底后，应在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。
7)、当喷浆口提升到设计桩顶时，应停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实。
8)、搅拌喷浆提升速度和次数必须符合施工工艺要求，使喷浆量和提升速度相配，保证墙体的均匀性，根据先导孔提供的资料，对特殊地段和堤身质量较差地段适当加大喷浆量和放慢提升速度。详细记录钻机每米下沉和提升时间。深度记录误差不大于100mm，时间记录误差不大于5s。
9)、桩与桩的搭接间歇时间不大于24h，如特殊原因超过上述时间，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙具有一定强度后，在接头处采用套钻注浆或高压注浆方案进行连接处理。
7墙体接头处理措施
深层搅拌防渗墙工艺是由单桩套接成墻，故需连续施工，按设计要求，因故停工和二台桩机施工部位之间的搭接超过24h后，由于前桩已初凝，则无法连接。需进行接头处理，确保墙体连续完整，形成一道防渗墙。在施工中一般采取下列两种处理措施较适宜。
7.1钻孔注浆处理
在接头处套打三个φ130mm的钻孔，孔深同该段墙深，在钻孔中灌入水泥砂浆密封（如下图）。
7.2单管旋喷处理
在接头处采用单管高压旋喷处理（如下图）。
8质量检验及墙顶粘土回填
质量检验按照设计图纸文件及监理单位要求，对施工作业全过程及搅拌桩质量进行检验。
1、施工过程的原始记录及原材料试验资料经监理单位认可鉴字验收，包括桩位、桩顶、桩底标高，桩身垂直度，桩身水泥掺入比，搅拌头上提喷浆速度，浆液水灰比等单桩施工作业全过程。
2、防渗墙体质量检测：
1）钻探取芯检查
墙体施工完28天后进行钻探取芯检查，沿轴线每300m抽检1孔，共14个孔，要求全孔取芯，并将岩芯装入岩芯箱内进行拍照或录像。每孔取2组试样进行室内物理力学试验，测试墙体的抗压强度、弹性模量、渗透系数、允许渗透比降。取样部位为钻孔的中部和底部。取芯孔施工完毕并验收后，采用水泥砂浆封填密实。
2）成墙检查
沿防渗墙轴线每500m开挖一处3～5m长，深2.5～4m的检查段，主要检查墙体外观质量，看是否有蜂窝、孔洞；桩与桩之间的搭接、墙厚是否满足设计要求及防渗墙体的完整性、搅拌均匀性等。开挖部位做围井注水试验，按监理单位要求检测渗透系数。为了探测桩体完整性、连续性以及找出墙体缺陷位置等,采用了探地雷达检测,沿墙中心线布测线,全程检测,并垂直墙体在堤顶每50m检测一横断面。
3、墙顶粘土回填
防渗墙施工完毕，单元工程验收后，对墙顶施工槽体采用粘土回填，并用蛙式夯实机进行分层夯实，回填粘土的压实度不小于0.98。
9 结语
自多头小直径深层搅拌桩技术在淠史杭灌区除险加固工程中应用以来，它以经济、实用、 截渗效果良好等优点受到了参建各方的肯定，在淠史杭灌区续建配套与节水改造项目中逐步被广泛应用。
10 参考文献
《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）
《软土地基深层搅拌加固技术规程》（YBJ225-91）
《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-96）
作者简历
李斌 性别：男 年龄：31岁 2006年自华北水利水电学院毕业，2006年7月于安徽省淠史杭灌区管理总局工程处（二级水利资质施工单位）参加工作，主要从事水利工程施工管理工作。
关键词:多头小直径深层搅拌桩截渗墙
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
淠史杭灌区位于安徽省中西部和河南省东南部，横跨江淮两大流域，是淠河、史河、杭埠河三个毗邻灌区的总称，是以防洪、灌溉为主，兼有水力发电、城市供水、航运和水产养殖等综合功能的特大型水利工程，受益范围涉及安徽、河南2省4市17个县区，设计灌溉面积1198万亩，实灌面积1000万亩，区域人口1330万人，是新中国成立后兴建的全国最大灌区，是全国三个特大型灌区之一。经过几十年的运行，目前灌区部分工程或老化失修，或超过更新改造年限；从而制约了灌区综合效益的充分发挥。灌区自2000年开始对安徽省淠史杭灌区实施续建配套与节水改造工程。2010年，本人所在的安徽省淠史杭灌区管理总局工程处首次使用BJS-15B型多头小直径深层搅拌桩机在史河总干渠桩号18+200～23+291段进行了堤坝的截渗墙施工。灌区放水运行后，截渗效果良好。现结合多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工工作实践，浅谈一下多头小直径层搅拌桩机在灌区除险加固工程中的施工过程。
1、多头小直径深层搅拌桩截渗墙的原理
主要是以水泥作固化剂，运用特制的多头小直径深层搅拌截渗桩机一次多头钻进，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制搅拌均匀，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，连续桩间相割形成连续的水泥土截渗薄墙，达到截渗目的。
2、施工机械的选定
根据工程特点，结合地质地层情况和防渗加固深度要求，史河总干渠桩号18+200～23+291段截渗墙施工选用BJS系列深层搅拌钻机。
3、施工工艺参数及浆液配比试验
由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。
4施工工艺流程
深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。
5施工作业
1）、制浆：采用PO42.5普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。
2）、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于5‰，三头桩机还要观察三个连通液压管的液面是否在同一水平面上。
3）、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅3m，完成一序桩施工。
4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动225mm，单头桩机移动380mm，对准标定的桩位，调平，重复上述过程，完成下一序桩的施工。
5）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动1350mm后，进行下个单元的施工，对准桩位，重复上述过程。以此类推，连续成墙。
6）、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。
6施工质量控制
1）、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可调整水灰比。
2)、钻进、提升及复搅的速度均要控制在0.8～1.0m/min之间。
3)、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。
4)、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计算值。
5)、供电、供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再喷搅提升。因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗。
6)、当浆液到达设计桩底后，应在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。
7)、当喷浆口提升到设计桩顶时，应停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实。
8)、搅拌喷浆提升速度和次数必须符合施工工艺要求，使喷浆量和提升速度相配，保证墙体的均匀性，根据先导孔提供的资料，对特殊地段和堤身质量较差地段适当加大喷浆量和放慢提升速度。详细记录钻机每米下沉和提升时间。深度记录误差不大于100mm，时间记录误差不大于5s。
9)、桩与桩的搭接间歇时间不大于24h，如特殊原因超过上述时间，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙具有一定强度后，在接头处采用套钻注浆或高压注浆方案进行连接处理。
7墙体接头处理措施
深层搅拌防渗墙工艺是由单桩套接成墻，故需连续施工，按设计要求，因故停工和二台桩机施工部位之间的搭接超过24h后，由于前桩已初凝，则无法连接。需进行接头处理，确保墙体连续完整，形成一道防渗墙。在施工中一般采取下列两种处理措施较适宜。
7.1钻孔注浆处理
在接头处套打三个φ130mm的钻孔，孔深同该段墙深，在钻孔中灌入水泥砂浆密封（如下图）。
7.2单管旋喷处理
在接头处采用单管高压旋喷处理（如下图）。
8质量检验及墙顶粘土回填
质量检验按照设计图纸文件及监理单位要求，对施工作业全过程及搅拌桩质量进行检验。
1、施工过程的原始记录及原材料试验资料经监理单位认可鉴字验收，包括桩位、桩顶、桩底标高，桩身垂直度，桩身水泥掺入比，搅拌头上提喷浆速度，浆液水灰比等单桩施工作业全过程。
2、防渗墙体质量检测：
1）钻探取芯检查
墙体施工完28天后进行钻探取芯检查，沿轴线每300m抽检1孔，共14个孔，要求全孔取芯，并将岩芯装入岩芯箱内进行拍照或录像。每孔取2组试样进行室内物理力学试验，测试墙体的抗压强度、弹性模量、渗透系数、允许渗透比降。取样部位为钻孔的中部和底部。取芯孔施工完毕并验收后，采用水泥砂浆封填密实。
2）成墙检查
沿防渗墙轴线每500m开挖一处3～5m长，深2.5～4m的检查段，主要检查墙体外观质量，看是否有蜂窝、孔洞；桩与桩之间的搭接、墙厚是否满足设计要求及防渗墙体的完整性、搅拌均匀性等。开挖部位做围井注水试验，按监理单位要求检测渗透系数。为了探测桩体完整性、连续性以及找出墙体缺陷位置等,采用了探地雷达检测,沿墙中心线布测线,全程检测,并垂直墙体在堤顶每50m检测一横断面。
3、墙顶粘土回填
防渗墙施工完毕，单元工程验收后，对墙顶施工槽体采用粘土回填，并用蛙式夯实机进行分层夯实，回填粘土的压实度不小于0.98。
9 结语
自多头小直径深层搅拌桩技术在淠史杭灌区除险加固工程中应用以来，它以经济、实用、 截渗效果良好等优点受到了参建各方的肯定，在淠史杭灌区续建配套与节水改造项目中逐步被广泛应用。
10 参考文献
《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）
《软土地基深层搅拌加固技术规程》（YBJ225-91）
《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-96）
作者简历
李斌 性别：男 年龄：31岁 2006年自华北水利水电学院毕业，2006年7月于安徽省淠史杭灌区管理总局工程处（二级水利资质施工单位）参加工作，主要从事水利工程施工管理工作。