水泥土搅拌桩截渗墙工程质量控制与管理

赵彦虎

（平陆县人民政府移民办公室，山西 平陆 044300）

水泥土搅拌桩截渗墙施工属于隐蔽工程施工，成桩后若存在质量缺陷问题，补桩补强处理难度很大。这就要求在项目建设的每个阶段、每个环节都要树立质量意识，注重质量管理，严格质量控制，确保工程质量。

黄河下游防洪工程（河南新乡段）第六、第八标段黄河大堤截渗墙加固工程，地处长垣县境内，是国家“十三五”重点工程建设项目。六标段黄河大堤淤背加高加宽工程因征地拆迁问题难以解决，将530m长的堤防加固工程，由原淤背加高加宽设计，变更为采用不涉及征地拆迁问题的水泥土搅拌桩截渗墙防渗技术进行加固，设计桩长20.5m，截渗墙面积10865m2，工程投资86.4万元；八标段水泥土搅拌桩截渗墙加固工程总长12.5km，设计桩长22m，截渗墙面积21.61万m2，工程投资2298.72万元。

1 设计阶段质量管理

设计阶段的质量管理，是水泥土搅拌桩截渗墙工程质量管理的基础。在设计工作中不仅要做好影响截渗墙质量的厚度、深度、强度、渗透系数等参数的验算和设计，而且要注重工程地质勘探工作的质量，必要时要加大勘探密度。工程地质勘探质量，对工程施工质量和成本控制影响非常大，施工中经常因工程地质情况发生变化而无法按原设计方案实施，或设计时对外界影响因素考虑不周、施工条件发生变化，从而引起工程变更，加大工程成本及质量控制难度。因此，设计单位要在设计成果的广度、深度、细度上注重质量管理，尽量避免因设计原因给工程的质量、工期、投资、安全控制等造成影响。

2 招投标阶段质量管理

招投标阶段的质量管理，是水泥土搅拌桩截渗墙工程质量管理体系的重要组成部分。招标文件编制是合同管理的基础，直接关系到工程质量管理水平。招标关系到选择什么样的施工单位及队伍，由什么人来完成工程施工。在评标中除常规性的对投标文件中的质量、投资、工期控制目标定的是否合理进行对比打分外，要重点对投标单位计划投入的人员、机械、材料以及历史业绩予以关注。在工程实践中，施工单位对水泥土搅拌桩截渗墙工程施工经验不足，投入的人员水平不高，机械设备陈旧老化等因素对工程的质量控制和管理非常不利。另外，企业的等级、信誉、财务状况等方面也会直接或间接影响工程质量目标的实现。通过对投标单位各个方面的综合考量，好中选优，可确保招投标质量，为后续工程质量管理打好基础。

3 施工阶段质量管理

水泥土搅拌桩截渗墙工程施工阶段，是工程质量管理体系中最为重要的阶段，是将“蓝图”变为现实的阶段。施工单位要全面、全员加强质量管理，重点抓好以下7方面的质量控制。

3.1 开工前控制

第一，做好施工队伍的资质及项目主要负责人资质资格审查，看是否与投标文件承诺一致，是否能胜任工程施工要求；第二，对施工单位进场的人员、材料、机械进行严格审查审验，检查施工人员的资质及工作经历、施工经验，技术人员上岗证、施工机械设备的检修时间、检测合格证、设备状况能否满足施工要求，尤其是质量检测设备和自动检测仪器必须配置到位，且性能良好，检测精准，打印清晰；第三，着重对施工单位的施工组织设计、施工方案以及质量保证体系、安全保证措施进行审核和检查；第四，熟悉施工图纸，了解设计要求和施工规范，认真作好工程安全、技术、质量等方面的交底工作；第五，做好施工场地平整、测量放线及桩深计算工作；第六，做好与地方交通、电力、水利等相关职能部门的沟通协调工作，为工程施工创造良好工作环境。

3.2 施工质量控制

3.2.1 工艺性试验桩施工

工程施工开始时，施工单位应先进行工艺性试验桩施工，对施工设备性能进行检验，对室内试验的水泥掺入量和水灰比进行修正，确定满足设计要求条件下的水泥浆的水灰比及密度、泵送时间、喷浆压力、搅拌机转速、钻进下沉和反转提升速度、桩间距搭接长度等现场施工技术参数。成桩龄期达到后，对试验桩进行钻孔取芯、开挖检测，检查墙体的整体性、连续性、均匀性和渗透性、墙体有效断面是否能够满足设计要求。事后进行试验桩施工总结，确定施工技术参数和控制方法，形成文字报告，报监理单位审批同意后，严格按批准的方案和控制参数进行施工。工艺性试验桩施工时，设计、施工、监理、建设单位均应派人参加，掌握现场情况，随时进行调整，确保试验成功。

3.2.2 原材料控制

工地建立原材料进场台账，详细记录每批进场水泥的出厂合格证、出厂批号、出厂检验报告、进场数量、存放库号等，并经抽样送到有资质的实验室检验合格后，才能在工程中使用。水泥抽检原则：相同批号袋装水泥按200t为一抽检批次，散装水泥按400t为一抽检批次，批号发生变化、不足抽检吨位时按一个抽检批次对待，并抽样送检。

3.2.3 桩位及垂直度控制

为了保证墙体的连续性和最小墙体厚度，桩间距和搭接长度应根据最小墙体厚度和钻头直径来确定[1]。桩机对中定位按设计轴线放样控制点进行，对中误差控制在2cm以内。利用桩机水平机架的3个水准标点，用水准仪进行桩机垂直度控制，3点调平后，可保证导向架垂直度偏差不超过0.5%[1]，也可采用在桩机导向架上吊线锤的方法控制墙体垂直度。在整个成墙过程中均要有专人随时查看水准点位置或线锤的变化情况，并及时调整控制在设计范围以内[2]。截渗墙桩顶高程用导向槽底高程进行控制。施工作业前先整平场地，低洼处回填素土，根据施工放线，沿墙轴线开挖导向槽，槽深0.5～1.0m，宽0.5m。导向槽底部高程高出桩顶高程0.3～0.5m，截渗墙施工完后，凿除顶部0.3～0.5m桩头。用设计桩顶高程和桩底高程计算出桩深，施工中用桩深控制桩底高程。

3.2.4 供浆控制

水泥浆液的质量控制必须按照设计（或试验桩）的水泥掺入量和水灰比，将一根桩的水泥用量一次性倒入一定体积的浆液制拌桶中，加入试验桩施工确定的用水量均匀制拌，施工现场用密度计检测控制水泥浆的浆液密度，配置水泥浆的密度不能小于实验桩的水灰比密度[3]。制拌好的浆液不能离析。

3.2.5 制桩施工控制

根据施工工艺，搅拌桩钻进下沉时若需喷浆，应先启动灰浆泵，待浆液从喷嘴喷出后，启动钻机，待搅拌头转速正常后，借深层搅拌机的自重，以不大于0.8m/min的速度沿导向架边旋转切土边搅拌下沉，直至设计加固深度。然后反转搅拌头，自桩底匀速提升，边喷浆边搅拌，使水泥与土体充分拌和，提至控制停浆面，提升过程中应使喷浆速度与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分置，并保证提升至桩顶后浆液制拌桶中的水泥浆正好排空。

制桩质量优劣与注浆量、水泥浆与土层的搅拌均匀程度有很大关系。根据设计及试验桩施工工艺要求，可采用“两喷四搅”工艺进行施工。第一次下钻为避免堵管和便于钻机下沉，可带浆下钻，沉至桩底，反转钻头，喷浆搅拌匀速提升至停浆面，速度不宜大于0.5m/min，送浆量宜为总喷浆量的60%；然后再次沉钻复搅，严禁带水下钻，复搅下沉速度可控制在0.5～0.8m/min，沉至桩底，反转钻头，重复提升搅拌，边提升边喷浆边搅拌，第二次喷浆提升速度不宜大于0.8m/min，剩余的40%浆量应全部送入桩内，喷浆压力一般为0.5～1.0MPa。重复提升搅拌至桩顶停浆面，并将钻头提出地面，至此完成一组桩的施工作业。停机移位至下一组桩，进行下一组桩的施工。

为保证成桩直径不小于设计值，施工中应经常对搅拌头叶片直径进行检测，磨损量不得大于10mm，一般每个单元工程检测一次。

3.2.6 缺陷桩处理

在钻机下钻过程中，受地质或设备等原因影响，有时会出现钻机无法下沉到设计桩底高程和桩下部分叉等现象，形成质量缺陷桩。对于此类问题，在现场施工中，施工单位和监理单位都要对该桩的桩位、开钻时间、停机时间、开泵时间、停泵时间、供浆量、下沉桩底高程等施工参数做详细记录，以便为后期缺陷桩补桩或高压旋喷补强处理时提供参考。

3.2.7 质量评定

水泥土搅拌桩截渗墙施工质量评定的依据为现场施工记录资料，施工单位和监理单位对当班施工情况应做详实记录，主要包括原材料进场情况，抽检检验情况及报告，当班水泥用量，每根桩的开机时间、停机时间，水泥浆供浆开泵时间、停泵时间、供浆量，桩深、钻头叶片磨损情况等施工参数和内容。每班交班时应将当班施工过程中自动记录仪上记录内容打印出来，附到记录表后，相关责任人在记录上签字后移交给资料员归档处理，作为单元工程质量评价依据。水泥土截渗墙每20m划分为一个单元工程，每根桩为一个子单元工程。质量评价参数指标中，主控项目指标有孔位偏差、孔深、孔斜率、输浆量、桩径、施工记录（齐全、准确、清晰）等，必须100%合格；一般控制项目指标有水灰比、搅拌速度、提升速度、重复搅拌次数和深度、桩顶标高、特殊情况处理（不影响质量）等，需70%以上检验点合格，且不合格点不集中分布，不合格点的质量点不超出有关规范和设计要求的限值。

每根桩（子单元）质量评定：若主控项目指标检验点全部合格，一般项目指标检验点70%以上合格，则该桩评定为合格；若主控项目指标检验点全部合格，一般项目指标检验点90%以上合格，则该桩评定为优良。

单元工程质量评定：单元工程施工质量验收评定是在单桩（子单元）施工质量验收评定合格的基础上进行。若子单元工程质量全部合格，优良率小于70%，则该单元工程质量评定为合格；若优良率大于或等于70%，则该单元工程质量评定为优良。

4 验收阶段质量管理

工程施工完毕后，需要通过对截渗墙的墙体深度、有效厚度、抗压强度、渗透系数、允许比降，以及墙体完整性、连续性、均匀性等指标进行检验和验收，来验证工程是否达到设计和规范要求，如不符合，应采取补桩补强措施。检验一般采取以下3种办法。

一是钻孔检验。水泥土的强度随龄期的增长而增长，龄期超过90d强度增长才减缓。截渗墙在施工90d以后，由建设单位指定的检测单位沿墙体轴线布设检查孔，堤防工程每300～500m抽检一个孔，不足300m也应布设一个孔，通过钻芯取样，对抗压强度、渗透系数、允许比降等技术指标进行室内试验，对墙体完整性、连续性、均匀性进行评价。钻孔取芯后的孔洞应用水泥沙浆或水泥黏土浆等可靠措施进行封填处理。

二是开挖检验。由建设单位指定的检测单位沿墙体轴线布设开挖检查点，堤防工程每500m布设一处，不足500m也应布设一处。每处开挖长度3～5m，深2.5～4.0m，检查墙体的完整性、连续性、均匀性、桩间搭接质量和墙体有效厚度，并取样进行抗压强度、渗透系数、允许比降等技术指标试验。

三是无损检测。必要时可采用无损检测技术对墙体连续性、完整性进行检查。检测中发现异常部位，可采取钻孔取芯或开挖方法进行验证（对墙体质量怀疑时采用）。

5 结语

水泥土搅拌桩截渗墙工程施工工艺简单，占地小、取材方便、无噪声、无污染，效果显著。由于其质量影响因素比较多，质量缺陷比较难处理，因此在工程建设中，设计、施工、监理、检测、质监、建设等单位在工程质量控制与管理方面应同心协力，体系化管理，要素化控制，注重质量体系“四阶段”管理，做好施工“七方面”控制，全员、全面、全过程抓好工程质量管理和控制工作，保证水泥土搅拌桩截渗墙工程质量达到规范和设计要求。