水泥土搅拌桩防渗墙施工与质量控制

水泥土搅拌桩防渗墙施工与质量控制

刘恩资 康振洁

莒县万城建筑工程有限公司 山东日照 276800

摘要：水利设施是国家农业发展的重要基础。我国历来重视对于水利设施的修建,兴建了一大批的大型水库用于防洪抗旱,保障了人畜饮水及农业灌溉的需要。但是这些大型的水库在长期的使用后都需要进行一定的防渗加固以延长其使用寿命,提高其蓄水能力,在大型水库的防渗加固中多采用的是深层水泥搅拌桩的方法对其进行防渗加固。文章将对水泥土搅拌桩防渗墙施工与质量控制。 

关键词：水泥土搅拌桩；防渗墙；施工质量

引言

水泥搅拌桩防渗墙以水泥浆为固化剂，通过桩机在地基深处就地将土体和固化剂强制搅拌，利用固化剂和土体、水之间的一系列物理、化学反应，使土体硬结成具有良好整体性、稳定性、不透水性的并具有一定强度的水泥土防渗墙。

一、工程概况

某水利枢纽闸室施工围堰及导流明渠防渗设计采用水泥土搅拌桩防渗墙。防渗墙搅拌桩的直径为60cm，桩间距45cm，搭接15cm，搅拌桩防渗墙深15m左右。

二、施工质量控制指标

在某水利枢纽防渗加固工程中所采用的搅拌机械为双头轴距为500mm的深层搅拌机，该搅拌机的搅拌半径为300mm，此外桩体搭接长度需控制在800～1000mm，此外，有效墙厚应大于300mm，为了确保防渗墙的连续性，在施工过程当中应从以下几个方面着手加强质量控制。

(1)搅拌机移动定位控制。防渗墙布设应严格按照设计要求沿轴线布置，搅拌机移动定位也必须要同步，具体来说应在堤顶位置精准测量放线，同时应按每次移动1m的方式移动搅拌机，确保搅拌形成的防渗墙墙体厚度能够满足设计要求。

(2)搅拌下沉速度控制。根据设计单位施工交底记录，搅拌机叶片的下沉与提升应控制在0.2～1m/min。但在实际施工过程当中由于堤身固结程度并不均匀，必须要根据实际工程地质条件对叶片下沉与提升速度进行控制，根据勘察单位所提供的勘察资料，综合考虑多重因素，认为该工程项目当中深层搅拌机下沉与提升速度应控制在0.5～0.8m/min。

(3)固化浆液配比。固化浆液对搅拌桩的成桩质量具有直接的影响，因此，固化浆液配比控制也是质量控制监管的重要内容，根据相关工程经验以及设计要求，在该工程当中浆液比重应控制在1.8g/cm³左右，同时在施工之前需要利用比重计对浆液进行控制。

(4)灌入量控制。水泥是影响土体固结效果的主要因素，水泥土搅拌桩的最终成桩桩体中水泥含量应不得低于15%，根据水泥土土体容重以及成桩范围进行计算，该工程当中单个搅拌桩的水泥灌入量应为150kg左右，在具体施工时不仅应关注浆液的配比，同时还应关注灌入总量的控制，在成桩之后还应通过取芯检验等方式进行验证。

(5)成桩深度控制。搅拌机应严格安装成桩深度控制要求下沉，不得对圩堤基础造成破坏。

(6)桩孔垂直度控制。由于水泥土搅拌桩抗剪能力较弱，因此，搅拌施工必须要确保成桩的垂直度，降低剪刀叉。在进行搅拌施工之前应对堤顶进行清理处理，并利用吊锤测量钻杆的斜度，若测量结果证实钻杆斜度超标则应及时对其进行修正处理。

(7)桩径控制。桩径是影响桩体有效搭接长度与防渗墙厚度的重要指标，若桩径无法得到有效控制则必然会严重影响整体工程质量的。影响桩径的主要因素为搅拌叶片的半径，在实际施工过程当中由于搅拌叶片存在磨损等情况容易造成桩径变小。因此，要及时关注叶片情况，必要时应及时进行更换处理。

二、水泥土搅拌桩防渗墙施工质量控制难点

2.1搅拌机自身性能不高

水泥土搅拌桩防渗墙施工总体工程体量相对较小，为控制施工成本应设计单位要求采用国产搅拌机进行水泥土搅拌桩施工。目前阶段我国国产搅拌机都不具备桩孔自动纠偏功能，同时桩孔的垂直度往往受到堤顶平整度、堤基地质条件的影响。因此，该工程项目必须要严格关注桩孔的垂直度，一旦出现桩孔垂直度不符合要求就应立即进行人工纠正。

2.2搅拌桩下沉与喷浆提升施工速度控制

搅拌桩施工下沉与替身喷浆速度是影响桩体质量的重要因素，大量搅拌桩取芯检测结果也充分证明了这一观点，唯有确保下沉与提升喷浆的稳定性才能确保成桩质量的稳定性，从而满足实际使用需求。但在工程中，由于圩堤建设时采用了碎石、卵石作为填筑料，且不同土层密实度也存在显著差异，在具体下沉与喷浆提升施工作业中由于地质条件的差异，尽管设定了相同的档位，但速度依然存在着显著差异。

2.3水泥掺入比的控制

从上文的研究中可以发现水泥掺入量是决定桩体质量的重要因素之一，从理论角度进行分析，水泥掺入量越高，则桩体的物理力学性能也就越强，防渗墙的强度也就越高，但是考虑到实际工程成本控制需求，不能一味加强水泥用量。另一方面，天然土体的容重越高则土体的密实度也就越高，这就意味着土体的渗透系数也就越小，要想提升水泥的掺入量就必须要使用更多的水泥，但实际经验表明，天然土体容重越低的土体所需掺入的水泥用量越高，二者相互矛盾。

2.4水泥土搅拌桩强度的控制

(1)水泥标号。经试验验证所掺入的水泥标号却高，所形成的水泥土的强度也就越高。

(2)龄期。根据水泥固化强度变化规律，一般情况下在固结28d左右水泥强度将会基本达到最高强度，在此之后水泥强度增强不明显。但是对于水泥土而言水泥与土的硬凝反应往往需要3个月左右才能完成。因此，采用传统的28d养护龄期是不恰当的。

(3)土体含水量的影响。实际工程实践表明，水泥土土体强度受土体含水量的严重影响。一般情况下土体含水量越高，则水泥土凝固硬化程度就越低，则其强度也就越低。在该工程项目中水泥土搅拌桩桩底标高应在地下水位线之下，这就必然导致桩底部位成桩质量不高。

三、水泥土搅拌桩防渗墙施工质量控制措施

3.1加强桩体垂直度控制

针对国产搅拌机在垂直度控制方面所存在的问题，在该工程当中采用了以下两种方法来增强对桩体垂直度的控制：一方面，做好堤顶平整度的控制。由于堤基情况难以控制，在移动定位搅拌机后采用木楔垫款等对搅拌机的水平度进行调整，务必保证机身水平。另一方面，严格控制测量放样施工，确保搅拌机定位的精准性与桩体的垂直度，经测量放样之后桩体垂直度必须控制在1/250的范围之内。

3.2严格控制相关施工技术指标

水泥土搅拌桩防渗墙虽然在施工工艺流程方面相对较为简单，但影响其施工质量的因素相对较多，因此，必须要严格按照设计需求对相关施工技术指标进行严格的控制。例如，喷浆提升与下沉速度、灌浆水灰比、机械移位参数等。

3.3水泥掺入量计算

在该工程中，为了避免不同土体水泥掺入量的差异，选择了与传统水泥掺入量不同的计算方法，即采用土体干容重作为基本指标计算水泥掺入量，通过这种计算模式，处于不同环境下的土体在相同掺入量的作用之下会产生基本相同的加固效果。该工程项目后期取芯实验室检验也证明以此种方法计算水泥掺入量也较为合理。

3.4严格施工质量后期检验

施工后检验是评价施工质量的重要指标，在该工程项目中要求取芯实验必须要严格按照现行规范开展，其中，要精准计算桩体的单轴抗压强度以及混凝土渗透系数，并对同一龄期的桩体强度进行对比分析，对不符合规范要求的要及时进行整改。

四、结束语

水泥土搅拌桩防渗墙具有适用范围广、造价低、施工工艺简单、施工工效高、成墙效果好及对周围环境污染少等优点，在防渗处理中有较强的适用性，处理后承载和防渗性能均可以满足常规要求，已广泛应用于各领域防渗工程和地基处理施工中。

参考文献：

[1]娜日娜.探讨堤坝施工多头小直径水泥土搅拌桩防渗墙的工程设计应用[J].内蒙古水利,2016(11):65-66.

[2].水泥土搅拌桩防渗墙实体质量检测方法研究[J].江苏水利,2016(08):75.