搅拌桩截渗施工的改进方法

2011-04-23赵德珍王明波

山东水利 2011年6期

赵德珍，王明波，李朋

（龙口市水务局，山东龙口 265701）

目前，我国对坝、堤、堰等水利工程的截渗施工采取的方法有多种。截渗板墙及“高喷”是目前截渗效果较好的两种施工方法，具有截渗性能好，施工速度快等特点，但由于成本高，投资大，其仅能在重要坝体、短距离范围内施工。而帷幕灌浆则适宜截渗范围大、战线长、坝下地形复杂等情况下施工，但截渗效果不彻底，有的投资相当大。

搅拌桩截渗施工是近几年水利工程施工中采取的一项新技术。该技术是利用水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度和稳定性，其主要应用于软土地基的处理。

1 施工优点及存在问题

1.1 施工优点

一是施工中使用普通水泥即可，与原堤坝土搅拌构成墙体，充分利用原有土体，因地制宜，节省资源；二是工程造价低，且成墙质量可靠，具有混凝土墙与高喷灌浆的截渗效果和使用寿命；三是施工简单易行，不用开槽，避免了因开槽引起的塌孔；四是截渗墙与原堤坝紧密结合，整体性较好，能够达到很好的截渗效果。

该方法施工设备简单，施工战线可以较长，且施工速度快，工期较短，一般河堤、塘坝及非重要工程的坝体采取此施工方法较多。用于搅拌桩施工的机械设备常见于单头、双头及多头机型，其中单头设备具有操作简单、维修方便、故障率低、施工速度快的优点。

1.2 存在问题

由于钻杆长度及机械工率限制，搅拌桩施工适宜孔深为10～20m。因搅拌桩机械更多地考虑 “搅拌”，较少考虑钻进性能，所用钻头型式只适宜沙壤土、黏土及其他非岩性土层，钻进过程中若遇硬质土层，特别遇含岩石层，则钻进困难，甚至无法钻进。施工后的堤坝随地下岩石面形成一透水层。

2 改进方法及措施

搅拌桩施工若要保证钻孔深度，搅拌均匀，遇硬质土层及岩石能够正常钻进，而不至随基岩形成透水层，需对搅拌桩施工设备作一些改进，其关键是入岩钻进的改进。现场施工发现，搅拌桩设备钻机钻头结构为一底部喷浆孔，上部焊接叶片（3片或4片）的型式。经多次观察，此种型式只能搅拌，无强钻进性能，有的遇硬质土层施工时，仅在叶片端部焊接合金片，以提高搅拌性能，但不能从根本上解决硬质土层特别是岩石的钻进。解决办法可尝试采取下面两种型式。

2.1 二次钻进法

二次钻进法是将钻头改装成螺纹连接式两种型式钻头。首次钻进采取普通叶片钻头钻进（即正常搅拌钻进），提钻后拆卸钻头，连接加焊合金之锥型钻头作二次钻进。其锥型钻头如图1，钻头要求锥底直径同叶片直径，以保证各柱桩的搭接尺寸。锥体焊接合金片要梅花型布置，喷浆孔要设置2个，一个设于锥体上部，一个置于锥体端部，以保证入岩锥体部分与一次钻进柱桩接桩。锥体高度及锥度视入岩深度确定（可做成几种型号）。这样，根据施工要求二次钻至相应深度，使其喷浆与岩层碎岩充分搅拌结合，从而达到截渗目的，提钻机时需缓慢进行，以保证锥型坑内充满搅拌物，不致出现孔隙。

2.2 一次钻进法

将单头搅拌桩叶片钻头改型或在原钻头底部加装锥型钻头可大大提高搅拌桩机械钻入岩深度。在原钻头紧靠叶片底部加装一锥型十字钻头（可与叶片做成一体），形状如图2，其钻头上部与叶片直径相同，按入岩深度锥变到顶部。十字锥体外缘及顶部焊接合金片或其他钻削钢块，以保证强行钻进。另外，钻头要设置两个喷浆孔，一个设于叶片底部，用于搅拌喷浆；一个设于钻头顶端部，用于入岩喷浆。最终形成一定深度的入岩桩体。