多头深层搅拌水泥土防渗墙施工技术及质量控制要点

2012-04-10赵宝军高国标

城市建设理论研究 2012年6期

赵宝军高国标

【摘要】本文介绍了多头深层搅拌水泥土防渗墙技术特点，分别阐述了防渗墙在施工方案上的比较，施工技术要点及质量控制要点。以期促进多头深层搅拌水泥防渗墙技术的应用。

【关键词】多头深层搅拌水泥土防渗墙施工技术质量控制要点

深层搅拌桩就是利用搅拌机将水泥浆液送入到地层底部进行搅拌，让固化剂与地层中的软土发生物理化学反应，最终形成地下连续墙的施工技术。这种施工技术早在二战时就出现了，但是经过日本研究人员的开发，逐渐形成了“就地搅拌桩法”，我国从70年代引入这种技术，由于这种施工技术在软土地基上具有很大的优势，在上海等沿海软土地区得到了广泛的使用，成为了工业与民用建筑基坑支护中用于截水防渗做法。本文就从多头深层搅拌水泥土防渗施工出发，探讨其施工技术和质量控制要点。

一、多头深层搅拌防渗墙的施工原理和技术特点

1、施工原理

深层搅拌桩对施工场地的土质有一定的要求，一般适用于粘土、粉质粘土、密度中等以下的砂层，不适用于大砂砾土层，施工不受地下水的影响，具有很强的适用性。这种技术是在结合了单头和双头基础上发展起来的一种堤坝防渗技术，在深层搅拌桩工作中，可以利用双动力通过主机的双驱动力装置来带动主机上的多个并列的钻杆转动，并以一定的推动力使得钻杆向下推进，最终达到设计深度，在钻杆向下钻进过程中，可以通过水泥浆泵将水泥浆通过高压输送管道连续输送到土体中，保证土体与水泥浆进行固化。

2、技术特点

深层搅拌防渗墙主要的优点就是不受地下水的影响，能够通过各种施工参数控制施工过程，保证机械能够顺利钻进，形成连续的墙体，保证水泥墙的防渗要求和连续性、抗渗性等，其主要具有以下优点：

（1）通过水泥浆与周围土体进行搅拌，能提高土体固化能力，达到防渗要求；

（2）机械在钻进过程中，产生的噪音小，对环境污染小；

（3）多头搅拌施工所用的机械只有搅拌机和浆泵，设备简单，施工方便，占用施工场地小；

（4）多头搅拌适用于填土、砂土、淤泥等地质条件，钻进深度可达18m，不适用于地下有块石以及较大的石砾层。

二、多头深层搅拌水泥土防渗墙的施工

1、施工机具设备准备

在防渗墙施工前，应该做好各种机具设备的准备和就位，在多头深层搅拌水泥土防渗墙施工时常用的施工机具为钻机装置和浆泵，其中钻机一般采用多头小直径的深层搅拌机械，当这种机械在钻进过程中，其搅拌头和叶片就会向着反方向旋转，切削土体，当在钻进过程中，浆泵会同时工作，将水泥浆源源不断的输送到孔中的土体，钻杆会将水泥浆与土体进行搅拌，保证水泥浆和土体搅拌均匀。

浆泵装置主要有挤压式灰浆泵、水泥浆引浆泵、储浆筒、集料斗等组成，其中喷浆系统采用电脑计量，能在喷浆过程中对喷浆量、浆体密度等进行控制。

2、多头深层搅拌防渗墙成墙工艺流程

（1）施工技术人员熟读设计图纸和与施工相关的规范，测量技术人员按照设计图纸做好防渗墙轴线放线；

（2）将要进行钻进的连续墙段进行导沟开挖，导沟的宽度控制在0.8m，深度控制在1.0m，在开挖导沟过程中遇到的障碍物应该及时清理，防止影响到钻进；

（3）对钻机行进路面进行承载能力设计，保证机具在运输到施工位置时不会出现下陷、打滑等问题；

（4）设置钻孔标志，确定每一个钻孔的位置，然后设计出机械平行移动的方式；

（5）将主机移动到设计钻孔位置，并将桩机调整水平，对准孔位；

（6）搅拌站喷浆，钻头触地，开动钻机，钻进过程中应该保证孔中有翻滚的水泥浆；

（7）钻头钻进到设计标高后，应该稳定钻进几分钟，然后提升钻头搅拌，这时也应该保证孔口有翻滚的水泥浆；

（8）钻机横移就位调平，然后重复上述过程。

3、施工技术要点

（1）材料选择

在施工前，应该平整施工场地，保证场地上无大石块、树根、地下管线等。在材料采购过程中，应该保证所使用的水泥满足设计要求，一般选用32.5#普通硅酸盐水泥，水泥用量控制在15%以内。

（2）先导孔施工

由于地层状况的复杂性，所以在搅拌桩施工前应沿防渗墙轴线布置一定数量的先导孔，在地质条件变化较大的部位适当予以加密，孔深应深入设计防渗墙底线以下0.5m。按勘探规程施工，确保分层需要。如因地层等原因，不能满足取样要求时，辅以标准贯入取土样作地层鉴别。

（3）设备定位

当机具运送到钻孔点后，应该做好机具设备的调试工作，保证设备纵向偏差、横向偏差以及垂直度都满足设计要求，根据施工经验，对于竖向偏差可以采用预打桩法进行控制，即一次性打桩5根以上，以便施工人员对竖向偏差进行控制；对于横向偏差可以利用虚拟轴线法进行控制，同时需要对桩机上平行轴心线进行安装验证校核，通过核对辅助线来确定桩位；对于设备的垂直定位，首先应该在桩机上安装一吊锤，设置连通管装置，通过液压系统调平机身，这样就可以通过钻机提升中的吊锤指示装置来控制桩机的垂直度。

（4）搅拌和注浆

搅拌注浆是关键的工序，施工中必须控制好有关指标才能够保证质量。注浆压力可以由压力表记录，水灰比则应安排专人用比重计检测。提升过程中应注意保持速度均匀且不得大于掘进速度，确保水泥掺入量均匀。提升应超过设计桩顶高程0.5m以上，保证防渗墙顶部质量满足设计要求。施工完成后，应将管路中残存的水泥浆清洗干净，并将粘附在搅拌头上的泥土清理后检查叶片直径和喷嘴状态，以保证成墙厚度与注浆系统处于良好的运行状况。

三、多头深层搅拌水泥土防渗墙的质量控制要点

1、原材料质量控制

在多头深层搅拌水泥土防渗墙施工中，使用最多的就是水泥了，水泥的质量将直接影响到防渗墙的质量，因此应该做好水泥的采购工作，保证所采购的水泥满足设计要求，在材料进场时，应该对水泥的出场合格证、质量证明文件进行检验，并对每一批产品进行抽样，检验水泥的强度、安定性等是否符合设计要求。

在水泥浆制备过程中，施工技术人员应该做好控制工作，保证采用定量加水泥和水，配制的水灰比控制在1.2，如果是砂层，应该≥1.5。同时监理人员应该对施工中浆液配比的过程和质量进行检查，保证水泥的掺量、浆液比重等都符合设计要求。

2、施工过程质量控制

（1）在钻进施工过程中，施工技术人员应该实时对搅拌桩的成墙垂直度进行检查，防止钻进偏移了设计位置，并且要利用经纬仪校正机身水平和塔架的垂直度。对于有条件的施工单位，可以在钻机竖向和水平方向设置自动报警装置，当钻进过程中出现了偏移，系统会自动报警，施工人员可以及时调整。

（2）确保墙体施工的厚度

在施工中，孔位放线应该准确，钻机钻头对位也要准确，这样可以通过平面几何对位将钻孔位移偏差控制在3cm以内，这样可以保证浇筑的防渗墙均匀、等厚。

（3）施工记录控制

施工原始记录由专人在现场及时、准确地记录，记录的内容应齐全、清晰。桩深记录误差小于50mm，时间记录误差小于5秒。施工技术人员对原始记录应及时检查，发现问题及时处理。

四、结束语

随着科学和工程技术的不断发展，地下防渗的技术和工艺也是不断发展。地下防渗墙修筑的经济性、可靠性和便捷性都在不断提高。其中多头搅拌水泥土防渗墙因其造价低、可靠性高、适用性广、无污染、低噪音、不需要开槽、施工设备及工艺简单等，居于防渗施工前列。