水泥土搅拌桩截渗技术在水利工程中的应用

孟邵锋

摘  要：水泥土搅拌桩作为目前较为常见的水利工程施工技术之一，具有施工效果好、成本造价低、施工速度快、污染小等特点，在堤坝加固工程中得到广泛应用。该文结合作者多年的水利工程施工经验和杨庄滞洪区主体工程实例，分析了水利工程中水泥土搅拌桩截渗技术的截渗技术特点、设计要求指标、施工技术要点、质量控制要求以及质量检验等技术问题，以供同行参考。

关键词：水泥土搅拌桩;截渗;施工技术

中图分类号：U457          文献标志码：A

0 引言

水泥土搅拌桩截渗墙施工技术具有抗渗性、整体连续性以及稳定性等性能，此外，它具有施工效果好、成本造价低、施工速度快和污染小等特点，在堤坝加固工程中得到广泛应用。

1 工程概况

杨庄滞洪区主体工程位于驻马店市西平县城西小洪河干流，坝址以上控制流域面积1 026 km2，上游石漫滩以上为山区，石漫滩至杨庄区间为丘陵区，杨庄以下为平原区。

杨庄滞洪区主体工程主要建设内容包括大坝北岗段（桩号0+484～2+647）截渗加固和坝坡防护（桩号3+770～10+425）。

大坝北岗段截渗加固采用双排套打水泥土搅拌桩，孔位设在坝轴线上游1 m处，桩底部嵌入坝基底部2.0 m，桩深7.7 m～9.8 m，搅拌桩直径为0.4 m，成墙厚度0.65 m，采用42.5硅酸盐水泥，水泥掺量为15%，水泥浆水灰比0.45～0.5，每米掺灰量46.25 kg，高效减水剂0.5%。钻孔平面布置图如图1所示。

2 施工技术要点

2.1 原材料质量控制

水泥：采用强度等级在42.5以上的普通硅酸盐水泥，使用前，承包人将水泥的样品送检验中心检验，经检验合格后方可用于工程施工，此外，严格控制水泥掺入量，现场记录水泥掺入量并检测水泥浆比重。

水：该工程用水主要是搅浆用水，滞洪区内河道存在大量的地表水，附近村庄也有饮用水源，水质和水量满足工程需要。

外加剂：该工程选用的外加剂是高效减水剂，其质量必须满足设计要求以及相关外加剂技术的规定，并严格控制外加剂的掺入量。

2.2 桩位控制

该工程采用双排套桩布孔，孔位设在坝轴线上游1m处，沿坝轴线方向准确放样两排桩中线，在桩机准确标示纵向桩间距，同时，每根桩位用20 cm长1 cm～1.5 cm宽的竹签打入地下顶部涂红漆标示，横向桩间距控制通过装机的垂线来控制，确保纵向、横向桩位控制在规范要求的误差范围之内。

2.3 试验桩

在搅拌桩正式施工前，按照要求进行现场工艺性试验，在桩号1+024～1+034段进行施工工艺试验（坝轴线下游1m处），以检验设计参数和施工工艺是否合理。

2.4 喷浆搅拌提升

该工程水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。为了避免堵管，第一次下钻时带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2， 不得带水下鉆。钻机的提升速度直接影响桩身质量，因此，必须严格控制钻机提升速度，第一次下钻和提钻时须低档操作，复搅时可提高一个档位。根据试验桩数据和施工经验，钻机提升速度须控制在0.7 m/min范围内，单根成桩时间应不少于40 min。

喷搅达到桩顶、桩底设计标高时，应停止提升，喷搅数秒，使浆液完全到达桩端，保证桩头均匀密实。为保证施工质量满足规范、规程及设计要求，在第一次提钻喷浆时应在桩底部停留时间不少于30 s，进行磨桩端，上提过程中余浆应喷入桩体。在桩顶部位应进行磨桩头，停留时间不少于30 s。

每根桩的施工应保证连续作业，不得中断喷浆，严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。

该工程分4段连续作业，每段长度约540 m，为保证喷浆压力达到设计要求，在灰浆泵和钻机位置处安装压力表，灰浆泵处压力表数值不小于0.8 MPa，钻机处压力表数值不小于0.4 MPa。

2.5 特殊情况下的处理措施

施工中若发现喷浆量不足，应按要求整桩进行复搅，复喷的喷浆量不得小于设计用量。若遇机械故障、停电、停水、阻工等原因，应及时记录喷浆中断时深度，在12h内进行补喷，补喷重叠段应大于1m，若中断时间超过12h应进行补桩，补桩应沿坝轴线上下游方向，形成封闭的截渗条件，保证截渗效果。

2.6 做好施工记录

该工程施工记录尤为重要，它是单元评定的最主要的原始资料，由专人负责整理。施工中出现的问题和处理情况，均须如实记录并汇总分析，记录内容真实清晰，同时，留存好电脑记录机打小票，它也是单元评定资料的重要附件。记录内容应包括： 桩号、日期、天气、喷浆深度、停浆标高、复搅深度、灰浆泵压力、管道压力、钻进和提升速度、浆液流量、喷浆量以及外掺剂用量。

3 质量检验

质量检验方法主要采用钻孔取芯检查、开挖检查。

钻孔取芯检查：考虑到该工程施工工期紧，试验段施工完成后7 d进行抽芯取样，进行现场注水试验和室内试验，每段水泥掺入比试验桩取样1孔，共4孔，每孔的中部和底部分别取1组试样进行室内物理力学试验，共8组。非试验段在施工完成28 d后进行取样检测，委托检测中心按照相应的规定的频次、数量进行抽检。室内试验和现场注水试验内容为抗压强度R≥0.3 MPa、渗透系数≤1×10-6cm/s，抗压强度、渗透系数试验结果须满足设计要求。

开挖检查：试验段施工完成后7 d进行开挖检查，非试验段在施工完成28 d后进行。开挖面结合现场情况确定，长度控制在2 m～5 m，深度控制在1 m～2.5 m。开挖后汇同业主、勘察、设计、监理、质监等单位共同观测成桩情况，在开挖深度范围内桩体要全部可见，重点观测桩体垂直度、搭接长度、墙厚以及墙体连续性等，须满足规范、规程及设计要求。

4 结语

杨庄滞洪区大坝地质情况相对较好，利用原土能有效保证水泥土搅拌桩的强度以及整体的防渗性，水泥土搅拌桩截渗技术的特点和优势在该工程中得以体现，相信水泥土搅拌桩截渗技术在其他水利工程中能得以逐步应用和提高，也会受到更多业内人士的关注。

参考文献

[1]赵建锋，王展.浅谈多头小直径水泥土搅拌桩截渗墙施工质量控制[J].成功（教育），2010（9）：275.

[2]宋新江，崔得密.水泥土截渗墙渗透与力学特征[M].郑州：黄河水利出版社，2010.