堤防工程深层水泥搅拌桩防渗墙施工技术探讨

【摘 要】本文结合工程实例，围绕施工流程、前期准备工作和施工工艺等方面对深层水泥搅拌桩防渗墙施工技术进行探讨，并提出了工程施工前后的质量控制措施。实践证明，水泥搅拌桩防渗墙技术在水利堤防加固工程中的应用节约了资源、减少投资成本，取得良好的效益。

【关键词】水泥搅拌桩；防渗墙技术；施工设备；质量控制

随着我国社会经济建设的快速发展，政府加大了对城市基础设施的建设。水利堤防工程作为基础设施的重要部分，担负着防洪的重任。水泥搅拌桩防渗墙施工技术作为近年来发展速度较快的一项新兴技术，能够有效地改善闸、坝基础防渗能力，在水利堤防加固工程中有着广泛的应用。在防渗墙施工过程中，搅拌时间约占总工期的2/3以上，是影响施工工期的重要环节，同时制浆作业作为工程施工的重要组成部分，一旦处理不但，很可能导致断浆情况的发生，致使工程施工中断，对整个水泥土防渗墙的质量安全构成极大的威胁。因此，施工技术人员有必要加强水泥搅拌桩防渗墙施工技术的研究，并严格按规程进行操作，控制进度和质量，以确保防渗墙施工的质量。

1、工程概况

某堤防位于河流下游左岸，全长27.82km。一标垂直防渗墙采用深层搅拌法建造防渗墙，共施工水泥土防渗墙58534m2，堤外防渗墙C15混凝土盖帽2539m3。

2、施工技术

2.1 深搅防渗墙施工流程

施工流程见图1。

图1 深搅防渗墙施工流程图

2.2 施工前期工作

（1）先导孔的钻勘，在防渗墙轴线每间隔50m布设一个先导孔，确定防渗墙底线高程，地质条件变化较严重的部位，适当加密钻进先导孔。

（2）进行水泥土防渗墙的生产性试验，确定水泥土防渗墙施工的各项技术参数，按监理机构批复的参数进行施工。

（3）测量放线和桩位定测。全站仪测定软基处理范围控制点（线），再用此全站仪和50m钢尺配合测定该范围内的每根桩的中心点位。监理工程师复核无误后进行下步工序。

2.3 施工设备及施工工艺

2.3.1 设备选择

本工程选用ZJ-400L型深层搅拌桩机，它扭矩大，动力储备充足，并配灰浆搅拌机、高压灌浆泵、自动记录仪。机体移位采用液压步履式，操作自如。

2.3.2 防渗墙施工工艺流程

搅拌设备定位安装预搅下沉喷浆搅拌上升重复预搅下沉重复搅拌上升清洗移位。

（1）定位。根据现场所放的防渗墙轴线控制点，确定具体施工桩位，搅拌机在自身的步履系统的辅助下，行走至将要施工的桩位处，再通过力轴的操作系统和步履系统复合操作，在对中员的指挥下，采用两条平行轴线四点对位方法来控制对位准确度。对位前首先平行墙轴线引两条基准线，在基准线上同时用竹签标记对位点，同时在桩机靠近操作台边缘相应位置加焊尖端朝下的细铁棒，要求每次桩机移位时细铁棒尖端与基准线上标记对齐。

（2）桩身垂直度控制。为保证桩体垂直，首先根据现场施工条件将桩机支稳，底座垫平。堤段堤面较窄、防渗墙轴线距堤外侧较近部分，施工中采用外侧加垫机台木，在保证对位准确的同时确保桩机平稳。桩机支稳后，采用水平尺检测，通过调整液压支腿使桩机底座水平。各机台均在塔架侧面和后面悬挂重锤，重锤线长度大于5.0m，在5.0m长处划一条横线，用经纬仪监控，通过调整四个液压支腿，使各钻杆均垂直后，在横线上划一条长竖线，使其与垂线重合。同时在竖线两侧2.5cm处，各划一条短竖线。钻机调平时，使两条重锤线均在短竖线间摆动，并尽量使其与长竖线重合为准，确保桩体倾斜率不大于5%。

（3）预搅下沉。桩机就位对中完成后，对照设计施工图纸查明该桩设计长度，并做好记录。然后启动深层搅拌机电机、放松起吊系统，使搅拌机力轴沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。下沉速度应控制在1.0～1.2m/min之间，一般情况下，淤泥层工作电流正常值在25～30A之间；粘土层工作电流的正常值在50～70A之间，下沉速度明显降低，而且桩机还会有振动的现象产生。

（4）制备水泥浆。在深层搅拌机预搅下沉的同时，后台拌制水泥浆液。采用42.5普通硅酸盐水泥按设计水灰比制浆，水泥进场有出厂合格证、新鲜无结块，抽检合格方能使用。拌制好的水泥浆液应在泵送压浆前倒入集料斗中。拌浆设备用300L的水泥浆拌和机，用400L的集料斗盛装制备好的水泥浆液。

（5）提升喷浆搅拌。当搅拌桩的桩长达到设计要求时，迅速通知司泵员开启灰浆泵，泵送浆液，当水泥浆液到达喷浆口后，再按设计要求和工艺试桩总结的技术参数开始喷浆搅拌提升。

（6）重复搅拌下沉。深层搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高时，关闭灰浆泵，停止喷浆，再次将深层搅拌机搅拌下沉，下沉至预搅下沉深度时（通过深度计或搭架标尺来判断），迅速通知后台司泵工开启灰浆泵，泵送浆液，中止下沉。

（7）二次喷浆搅拌提升。当水泥浆液到喷浆口后，再次按设计要求和试桩总结的技术参数开始喷浆搅拌提升。提升速度仍控制在0.8～1.0m/min之内。其工艺特点仍是一边喷浆，一边提升，一边搅拌。喷浆必须连续均匀。当深层搅拌机喷浆搅拌提升至设计桩顶标高时，集料斗中按桩长和设计配合比配制的水泥浆液应该正好全部用完，此时应停止提升，再在此标高处继续搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。最后慢速搅拌提升，使搅拌头慢慢地提升出地面。

（8）施工记录。在深层搅拌桩的施工过程中，应有专人负责填写施工记录表，填写《深层搅拌桩施工记录表》时，必须详细地记录搅拌机每米下沉或提升的时间，记录来浆与停浆的时间，记录深度误差不得大于5cm，时间误差不得大于10s。司泵工负责填写《深层搅拌桩供灰记录》时，应认真填写拌灰罐数，每罐用量，水泥总用量和外加剂的总用量，还应认真填写泵送浆液的时间，开、停泵时间，总喷浆时间等。

（9）清洗。向集料斗注入适量清水，开启灰浆泵，清洗管路中残余浆液，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。

（10）移位。完成前述工艺过程后，该桩施工完毕，即可移动深层搅拌桩机到另一条桩位上，重复前述桩的施工工艺过程，进行下一根桩的施工。

2.3.3 盖帽混凝土施工

位于桩号0+000～6+650堤外脚防渗墙封顶采用C15盖帽混凝土，断面类型为90mm×70mm的倒“U”形。盖帽混凝土浇筑在相应水泥防渗墙施工完成后进行。

3、质量控制

3.1 施工过程中的控制

（1）深层搅拌桩固化剂为水泥，水泥在使用前以及使用过程中要按比例、分批号按时送检，合格方予使用。

（2）水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为15%。浆液严格按照1∶1水灰比配制浆液。每台桩机配备自动监控仪，记录、监控施工深度及注浆量。

（3）水泥浆液随搅随用，为防止水泥浆发生离析，在灰浆搅拌机中不断搅动，