多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术在堤坝防渗中的应用

1、多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术在堤坝防渗中的应用摘要：首次选定了多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙方案 用于解决中运河张庄窑湾和柳林两险工段堤坝渗漏问题。在正式施 工之前，通过做截渗围井试验和生产性试验进行了论证。工程完工后 使用探地雷达和埋设测压管进行检测和计算表明：通过探地雷达分析 表明两段墙体的连续性和完整性较好，墙体对周边坝体的疏松土体有 明显的改善；通过截渗墙施工前后断面两测压管水头差和渗透系数的 计算分析与对比，也说明了这两段所施工的水泥土截渗墙具有明显的 截渗效果，满足了设计的需要。该技术在中运河堤防加固工程中的成 功应用，不仅扩大了其应用领域，同时也推动了该技术施工工艺的进 一步

2、发展。1引言由于受历史条件和当时生产力水平的限制，我国大部分堤防 大坝都存在着先天不足和后期老化问题，如填土疏松、抗渗透能力偏 低，地基较普遍的未进行认真处理，在河道中下游冲积平原地区的不 同深度都存有较强的透水层，易产生管涌、冒沙等渗透破坏1.大坝防 渗是水利工程施工的关键技术，历来是水利工程界高度关注的问题。在堤坝工程中，防渗技术的目的是隔断堤坝两侧的水力联系，降低堤坝的渗透系数，通常是通过修建粘土心墙、水泥土防渗墙及注浆等手 段来实现这一目的2.多年来，人们在大坝防渗工程上进行了不懈的探 索，取得了许多出色的研究成果3-9,具体体现在防渗的技术和方法 应用上。多头小直径深层搅拌桩截渗墙技

3、术是运用特制的多头小直径 深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙，用水泥土墙 作为防渗墙达到截渗的目的。该方法是利用水泥作为固化剂，通过深 层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥（浆液或粉体）强制搅拌 后，水泥和软土将产生一系列物理-化学反应，使软土硬结改性。该项 技术是在普通深层搅拌桩技术基础上发展而成的，它保留了普通深层 搅拌桩技术取材方便、施工无噪音、无污染、工程效果好等优点外， 主要在一机多头（3个钻头）和小直径（200-300mm ）成墙两个方 面有所突破，并可连续成墙。本文研究的就是利用该项技术在中运河 堤防加固工程中是如何进行应用的。2工程概况中运河（大王庙二湾段）近期

4、扩大工程是沂沐泗洪水东调 南下工程的一个重要组成部分，是宣泄南四湖洪水的主要出路，也是 邳苍地区的主要排涝河道，同时又是京杭大运河航道上的重要一段。 中运河大王庙二湾段河道虽经过了五、六十年代开挖河道、修筑堤 防等大规模治理，但由于其部分堤防是冬季施工，冻土上堤防，碾压 不实，存在空洞和裂缝，局部河段河道弯曲，流势不稳，主流直冲河 岸堤防，易形成险工段，而且防洪能力仅为十年一遇。因此，为提高防洪能力并计划把防洪标准提高到二十年一遇，水利部淮委决定对其 进行治理。其中的柳林险工段、张庄窑湾险工段堤坝防渗工程是中 运河（大王庙二湾）近期扩大工程的重点，这两个险工段防渗施工 的工艺及其质量控制，对确

5、保整个工程高质量完成具有重要的现实意 义。张庄窑湾险工段（桩号左堤 43+ 07044+570）全长 1500m，截渗墙顶高程为27.0m，墙底高程为18.0m，设计桩长9.0m , 工程量13500 m2 ;柳林险工段（桩号左堤 24 + 30225 + 150 ）全 长848m ,截渗墙顶高程为28.5m ,墙底高程为20.0m ,设计桩长 8.5m ,工程量 7208 m2.3技术应用研究根据现场工程地质条件，通过几种截渗方案的比较，选定了 多头小直径水泥土搅拌桩墙截渗方案对张庄窑湾和柳林两险工段进 行施工。由于该设备和工艺首次用于解决堤坝渗漏问题，为确保该技 术方案的成功实施，因此在正

6、式施工之前进行了截渗围井试验和生产 性试验研究。3.1截渗围井试验研究试验方案为：在堤顶开挖了一个底部长为 4000mm，顶部长 为2138 mm ,深度为2500 mm 的倒正四锥体，在该倒正四锥体范 围内回填中细砂，并按天然状态密实，洒水使砂土处于饱和并接近堤 基砂土的天然状态，模拟堤基下的砂层。围井设计成正四边形，边长 1200 mm ,桩径220 mm ,桩与桩间搭接部分厚度不小于 110 mm , 桩长6 m (见图2略)。待墙体水泥土满足设计龄期后，挖开围井中中细砂和底层堤防原状土观测检查墙体，开挖深度为4.5 m ,挖穿了2.5 m厚的砂层，并在围井四周注水。开挖外观检查和注水试

7、验表明：(1)桩与桩搭接良好，墙体完整，轮廓清晰，墙体表面光 滑，墙体截渗效果良好；(2)深层搅拌桩在砂层和堤身原状土中成墙效果都较好；(3) 墙的搭接厚度达230 mm ,最小厚度达160 mm ,大 于设计要求厚度120 mm.从围井内侧桩与桩轮廓看，桩的垂直度偏差 较小，围井上部和下部桩的搭接基本一致。外观检查和注水试验之后，现场钻取了水泥土试样进行室内 试验获得了渗透破坏比降、水泥土渗透系数和墙体抗压强度等指标。通过围井试验，初步确定的主要施工参数为：水灰比为1.0:1,后来简化为1.0;水泥土中水泥掺入比为12%。3.2 生产性试验研究开工前虽对水泥土截渗墙做了围井试验，并获得了有关

8、施工 参数，但由于试验场地及试验条件与施工场地土质存在差异，能否连 续成墙，有待于进一步进行现场试验研究。根据围井试验结果和设计 要求，确定水泥土截渗墙施工采用水灰比为 1.0,水泥掺入比为12%。 在实施过程中，对墙体开挖检验发现桩与桩之间搭接处出现夹泥现象， 桩体连续性较差，最小搭接厚度多出出现小于设计的最小厚度。针对 上述情况又进行了分析论证，认为桩机后退、水灰比偏小可能是导致 上述质量问题的直接原因，并且堤防土质含水量大小与水灰比大小直接相关，为此又进行了生产性试验研究。水泥土截渗墙成墙先决条件是水泥土在搅拌过程中必须成塑性状态或流态。计算表明，坝体最小含水量为6 %时水灰比约为1.6

9、;平均含水量为21 %时水灰比约为1.1.根据理论计算结果，采用水灰比 为1.5、2.0,水泥掺入比为8%和12%进行试验，同时考虑到堤防存 在0.81.6m,达2.6m厚的粉细砂夹层，局部为中粗砂，且处于动 水情况。在这种情况下能否成墙、效果如何，在进行生产性试验的同 时，又进行了模拟试验，试验龄期为 11天。试验表明，水灰比为1.5和2.0,水泥掺入比在8%和12% 两种情况下均能满足渗透系数、强度和渗透破坏比降要求。水灰比为 1.5的墙体渗透系数明显优于水灰比为 2.0的墙体渗透系数，故最终 确定水灰比为1.5,水泥掺入比为12 %的施工参数进行施工。3.3 正式施工阶段根据围井试验和生

10、产性试验取得的参数与结果，论证了多头 小直径水泥土截渗墙用于堤防截渗施工是可行的，并且采用单排桩施 工。这主要是因为通过试验单排桩的接头处理和截渗效果能满足质量 设计要求，比双排桩更经济。这样在正式施工阶段按照上面的试验结 果，采取有效的控制办法，就可确保水泥土截渗墙的墙体质量。具体 施工顺序是：(1)第一搅拌站按设计的水灰比配制并拌和水泥浆；(2)用泵把配制好的水泥浆输送到第二搅拌站并记录水泥浆重量;(3)桩机就位调平；(4)开启桩机，钻头搅拌下沉，同时开启浆泵送浆至设计深度，记录输浆量；(5)搅拌提升同时喷浆至施工面并记录输浆量，关闭浆泵完成第一组桩施工；(6)桩机向前移动150mm ,并

11、调平，重复(1)(5)步骤，完成第二组桩施工；(7)重复(6),完成一个单元墙的施工；(8)桩机向前水平移动1020mm ,对桩位调平，使本单元墙的第一根桩和上单元墙的最后一根桩搭接 100mm以上，重复上述(1)(7)步骤即可完成整个险工段的施工注浆。Word是学生和职场人士最常用的一款办公软件之一，99.99% 的人知道它，但其实，这个软件背后，还有一大批隐藏技能你不知道。掌握他们，你将开启新世界的大门。Tab+Enter,在编过号以后，会自动编号段落Ctrl + D 调出字体栏，配合 Tab+Enter 全键盘操作吧Ctrl + L 左对齐， Ctrl + R 右对齐， Ctrl + E 居中Ctrl + F 查找，Ctrl + H 替换。然后关于替换，里面又大有学问！有时候Word文档中有许多多余的空行需要删除，这个时候我们可以完全可以用查找替换”来轻松解决。打开 编辑”菜单中的 替换”对话框，把光标定位在 查找内容”输入框中，单击 高级”