第11卷第12期中国水运V ol.12N o.112011年12月Chi na W at er Trans port D ecem ber 2011收稿日期：5作者简介：赵曾（），男，新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院，从事岩土工程工作。

多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙施工工法赵曾（新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院，新疆石河子832000）摘要：多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙目前在新疆兵团水库除险加固工程中应用越来越多，作者从水泥土深层搅拌技术原理和基本性能、施工机械及人力资源配置、施工质量过程控制等方面入手，浅谈“多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙施工工法”，以便能够更地掌握该工法，以便于施工质量的控制。

关键词：水泥土深层搅拌；截渗墙施工；工法中图分类号：TV 543文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）12-0216-02一、前言为适应新疆兵团水利工程建设与水库除险加固施工的需要，本工法主要是约束和规范水泥土深层搅拌桩截渗墙施工，以保证施工质量。

“工法”，内容主要包括截渗墙（桩组）的施工工艺、步骤、质量过程控制措施及施工质量检验等。

二、技术原理和基本性能1．技术原理多头小直径水泥土深层搅拌桩防渗加固技术是利用水泥作为固化剂，通过特制的多头小直径深层搅拌桩机，将水泥浆喷入地基土体内并将地基土和水泥浆强制搅拌形成多桩搭接的水泥土墙，达到截渗并加固坝基土目的的一种施工方法。

2．固化机理水泥和土的固化机理有以下物理化学过程：（1）水泥的水解和水化反应，在水和空气中逐步硬化；（2）离子交换与团粒化反应，钙离子与土中交换性钾离子发生交换作用，使粘土颗粒集合成大团粒；（3）硬凝与碳酸化反应，水泥水化物中游离氢氧化钙吸收水和空气中的二氧化碳生成不溶于水的碳酸钙等项反应，能增加水泥加固土强度和足够的水稳定性。

3．工法特点（1）成墙效果：墙体厚度均匀连续，渗透系数小于n ×10-6cm/s （1<n <10）、强度大于0.3MPa ，渗透破坏比降大于300。

（2）成墙深度：流塑～软塑状地基承载力小于80kPa 的淤泥质粉土、粘土、粉细砂单一均匀地层成墙深度可达18m ；可塑状的粘土或稍密状态的粉土、粉细砂及粗砂单一均匀地层成墙深度小于15m ；中密状且粒径小于5cm 的砂砾石的复杂地层成墙深度小于10m 。

（3）成墙厚度：多头小直径桩机的钻头直径200~500mm ，墙体厚度能满足截渗要求。

（4）施工方法：由于其不需要开挖深槽，因此可避免混凝土墙截渗和铺塑截渗因开挖出现的塌孔，槽内填土无法密实等问题，此外该法施工工艺简单、使用人力较少。

（5）适用条件：其适用土层范围较广，粘土、砂土、粉土、粉质粘土、含砾直径小于0.05m 的砂砾层、淤泥，且在汛期也不影响施工。

（6）施工工效较高：通过应用情况来看，其实际施工工效可达10~15m 2/台时。

（7）截渗墙耐久性：其耐久性与高喷截渗相当，较垂直铺塑防渗耐久性好。

（8）成墙造价：成墙造价是高喷的1/5，是混凝土防渗墙和普通水泥土截渗墙的1/2~1/3。

（9）工程材料：水泥土造墙需要的材料是水泥和水，并充分利用原状土，节省材料。

（10）另外多头小直径深层搅拌技术还具有无振动、无噪音、无环境污染等特点。

三、施工机械及人力配置1．目前用于水泥土深层搅拌桩施工的机械设备有单头、双头、三头、四头至七头机械，而用于截渗墙施工的机械一般选用头数多的、一序成墙的。

本工法适用于三头和四头。

2．四头深层搅拌钻机主要技术参数及设备配置（1）主要技术参数：钻头直径420~500m m ；钻孔深度10~15m ；成墙厚度120~300mm （有效厚度）；一次成墙宽度1520~1650mm 。

（2）设备配置主要配置设备：输浆泵；灰浆拌制机；储浆搅拌机；成桩参数监测记录仪；经纬仪、水泵、电缆、压力胶管等。

3．人力配置:技术员、班长、操作工、司泵工、记录员、送料工、机械维修工和电工。

四、截渗墙施工对工程勘察及设计资料的要求1．施工对工程勘察资料的要求（1）工程勘察资料应具有技术设计阶段详细勘察的精度，钻孔间距不大于50m ，孔深深入防渗下限2～3m 。

钻探资料应阐明坝基土分布规律，各土层的物理力学指标，软土分布范围和厚度变化规律，查明地下障碍物的分布。

（2）施工前为经济、合理地确定深层水泥搅拌法加固地基土的技术方案，确定与地基土加固相应的水泥品种、标号和水泥掺入比，应预先进行水泥土室内配比试验。

2．施工对设计资料的要求（1）防渗桩工程总体布置、布桩形式、桩身尺寸、墙体搭接要求，单元工程及桩组的划分资料。

2011-11-21977-第12期赵曾：多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙施工工法217（2）加固材料（含外加剂）的选定，不同土质的水泥掺入量，水灰比的选择，以及相应抗渗性能指标。

3．无同类地层或深度施工经验的地区，根据初步设计资料进行深搅试验，并开挖检查。

a.试验项目：①确定该地层最佳段浆量；②最佳处理深度；③搅喷次数的确定，即水灰比的确定；④不同掺入比条件下，加固体的渗透性能及强度指标。

b.检测方法：①开挖；②钻孔取芯；③室内渗透及抗压试验。

五、施工准备1．进行室内配合比试验，确定深层搅拌工艺。

2．编制施工方案及施工组织设计，安排施工进度。

3．施工现场平整，清除地上、地下及空中障碍物。

4．测量放线，桩位与设计轴线间允许误差应小于5cm 。

5．施工前应进行成桩施工试验，确定喷搅次数及段浆量。

六、深层搅拌桩（墙）施工工艺1．定位对中，调整水平和垂直度，桩位允许偏差小于10m m ，方钻杆垂直度小于0.5%。

2．制备固化剂浆液。

3．通过泥浆泵将水泥浆由高压输浆管输进钻杆，经钻头喷入土体中，在钻进和提升的同时水泥浆和原土充分拌和完成第一组桩；进行第二组桩施工前，主机纵向移动，让第二组桩和第一组桩相割搭接；之后重复上述施工过程，待第三组桩施工完毕后，完成一个施工单元。

施工工艺流程见下图1，单元施工顺序见图2。

提升安装水泵水泵系统主机系统搅拌纵移定位输浆调平送浆第一搅拌系统进水搅拌上灰第二搅拌系统钻进图1施工工艺流程图2501234搭接长度100m m21480011×4003412单元搭接长度100m m31504图2单元施工顺序图七、施工质量过程控制措施及注意事项1．深层搅拌桩机保持垂直、平整度，误差不超过0.5%。

2．水泥应检验合格，浆液在使用前应保持匀速搅拌，停置时间超过2h 应降低标号使用。

3．控制喷浆，搅拌和提升速度及搅喷方法，使每平米注浆量均能达到设计要求。

4．在成桩过程中如发生断浆、工艺中断，为防止断桩，应将搅拌头下沉到停浆位置以下0.5m ，待恢复供浆后再继续成桩。

5．相邻两桩（桩组）搭接长度≥，施工间隔不超过12h 。

如超过，应考虑相邻两桩搭接措施进行补桩。

6．搅拌机叶轮叶片直径磨损量应小于叶轮直径的2%。

八、主要安全技术措施1．发生卡钻或停钻现象，应停浆补给清水循环，事故处理后，补浆搅拌。

2．深层搅拌桩机电网电压低于380V 应暂停止施工。

3．输浆泵输送水泥浆前管路应保持湿润，以利输浆。

4．喷浆搅拌施工过程中，如果发生故障停机超过半小时，应排除灰浆，拆卸输浆管，彻底清洗管路。

5．输浆泵应定期拆开清洗，注意保持齿轮减速箱内润滑油清洁。

6．在土质松软环境下施工时，要辅填石块并平整压实。

九、质量检验与工程验收1．水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿施工全过程，随时检查施工记录和计量记录，并对每根桩进行质量评定。

检测项目及标准见表1。

表1水泥土泥层搅拌桩检测项目及标准序号检查项目技术标准检验方法或工具1桩位偏差（mm ）<100经纬仪或钢尺测量2桩径（%）>设计桩径钢尺测量3桩斜率（%）<0.5经纬仪测量方钻杆4桩顶标高（m ）>0.3大于设计桩顶标高5桩底标高（m ）<0.1桩底应超过设计深度6供浆量（%）±8%每米供浆量与设计的差值7渗透系数(cm/s)<1×10-628d 龄期8抗压强度(MPa)>0.57d 、28d 龄期9桩体搭接长度（mm ）1002．水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用表2方法表2水泥土深层搅拌桩截渗墙施工质量检验方法方法检验阶段目的室内配比试验设计及施工准备阶段检测水泥土的强度及渗透性能。

浅部开挖成桩后7～15天检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，组桩与组桩之间的搭接情况。

轻型动力触探成桩后3d 内检查每米桩身的均匀性。

载荷试验成桩28天后检测水泥土的强度弹性波无损检测成桩28天后检测地下连续墙的连续和完整性。

取芯室内试验成桩28天后用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度及渗透试验。

3．工程验收时，施工部门应提交下列资料。

（1）施工用材料检验和现场（试桩）、室内试验报告（2）施工记录和施工记录汇总（3）竣工报告（含检验内容）。

十、结束语多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙造价较低，且较适应新疆平原区水库除险加固工程坝体、坝基防渗处理方案，希望本工法能对水泥土深层搅拌桩截渗墙的推广起到一定的作用。

参考文献[1]JGJ 79-2002J 220-2002，建筑地基处理技术规范[S].中华人民共和国行业标准.[]丛蔼森编著地下连续墙的设计施工与应用中国水利水电出版社，，100m 2..200010.。