多头小直径深层搅拌桩截渗墙验收检测方法探讨

刘华强 王寿云

（江苏省水利科学研究院，扬州225002）

0 引言

多头小直径深层搅拌桩截渗墙[1]技术是近几年在单头深层搅拌桩基础上发展起来的一项用于堤坝和基坑防渗加固的新型施工工艺，具有成墙工效高、造价低、效果好的特点。近几年，随着水库大坝、河道堤防除险加固工程的实施，多头小直径深层搅拌桩截渗墙在水利工程中得到了广泛应用。成墙质量的主要技术指标包括：墙体水泥土力学性能及抗渗指标，墙体深度及连续性（包括空洞、水泥搅拌不均匀）。水泥土搅拌桩截渗墙的施工质量直接影响到堤坝加固的效果，然而，对这种典型的地下隐蔽工程，目前还没有成熟的检测方法，也未出台关于施工质量标准和检测方法的相关规范[2]。笔者近几年，有幸参与了江苏水利工程中大量的多头小直径深层搅拌桩截渗墙的施工质量验收检测。本文主要探讨成墙质量检测的方法及其特点。

1 探坑检查

主要检测浅部墙体外观质量及墙体搭接厚度。待墙体凝固后，沿截渗墙纵向轴线，每隔一定距离，在墙的一侧或两侧开挖长3～5 m、深2 m左右的探坑，检查墙体外观质量：墙体轴线顺直、搭接紧密、无蜂窝孔洞、成墙厚度满足设计要求，墙体材料胶结密实、搅拌均匀、无软弱夹泥。开挖探坑是对墙体质量检查最直观有效的手段，其缺点是开挖范围和深度有限。截渗墙开挖后的状况见图1。

图1 多头小直径搅拌桩截渗墙开挖后的状况

2 钻芯检测

在施工28天后，采用钻机取芯检测墙体深度是否达到设计标准，并检查芯样是否均匀、完整及胶结良好。芯样取出后按照规范要求将其切削加工成标准尺寸的试件进行室内试验，检验墙体的轴心抗压强度、渗透系数、允许渗透比降。通常，不同深度位置的水文地质情况各异，因此水泥土的成形效果并不相同，在加工试验试件时，应当事先分析整个芯样的可能最薄弱环节，并取此处芯样加工后进行抗压抗渗试验，倘若仅仅在加固效果好的深度位置取样试验，结果必然是掩盖了可能发生渗漏的问题，所谓千里之堤，溃于蚁穴，在这里同样适用。水利工程中多头搅墙体的最主要的功能是防渗，对本身强度要求并不高，通常，强度基本能够满足设计要求，因此，墙体水泥土的渗透性更为关键。注水试验可以借助取芯孔位，在工程现场进行原位渗透试验，相比室内试验，注水试验更符合现场实际，也具有更大的试验深度，可以将整个孔段进行分段试验，以检查不同深度位置的渗透情况。钻孔桩机总是存在垂直度的偏差问题，而水泥土墙柱直径较小，因此钻孔检测本身最大的难点在于随着深度的加大，难以保证孔位始终处于墙体中心，经作者大量的实践工作，通常在10 m以内效果理想，最大钻孔深度不超过20m，这对于目前多头搅拌桩的施工水平已经可以保证大部分的检测工作正常进行。

3 探地雷达

探地雷达测试技术是利用高频脉冲电磁波探测地下介质分布的地球物理勘探方法，它是根据电磁波在不同介质中传播特性不同的原理进行工作的。当收发天线沿测线移动时，记录不同位置的多次扫描，得到以天线位置为横坐标、双程走时为纵坐标的雷达波形剖面图，据此分析地层介质情况。目前，探地雷达已广泛应用于水利工程，尤其是老水库堤防、古河流堤坝防渗加固工程的质量检测中。

某中型水库，始建于1959年，为均质土坝，2008年被列入国家重点水库除险加固计划。2009年初水库除险加固工程开始实施。主坝除险加固工程采用四搅四喷多头小直径水泥搅拌桩进行防渗处理，要求搅拌桩直径400 mm，最小搭接厚度不小于30 cm，现场取芯无侧限抗压强度不小于0.6 MPa，渗透系数达A×10-6cm/s。2009年7月使用美国瑞典MALA公司的探地雷达设备（RTA50超强地面耦合天线+电子单元主机）对该水库水泥搅拌桩截渗墙进行了检测，结果发现一处异常雷达波信号，表现为波形变化大，同相轴不连续性，信号反应强烈。经过分析推断该搅拌桩区域存在较为严重的缺陷。后经查明发现系该段施工范围坝顶以下3～10 m有大量块石导致施工人员未按标准进行施工。在此结论的基础上，业主方又会同设计、监理等相关各方提出了补救措施，即在缺陷截渗墙下游紧靠原截渗墙重新补打一排深搅桩截渗墙，两端与原墙垂直搭接。方案实施后经雷达测试发现相位连续，振幅稳定。通过地质雷达探测，及时准确地发现了施工缺陷，消除了安全隐患，保证了工程质量。

4 结论

截渗墙质量检验方法中，探坑和钻芯为直接检测方法，地质雷达为间接检测方法；钻芯法为有损检测方法，开挖探坑和地质雷达为无损检测方法。开挖探坑检查和钻孔芯样检查及室内试验适用于小型工程截渗墙质量检测，对工程重要等级较高的截渗工程，还应增加钻孔压水试验和探地雷达方法。探地雷达方法可以对整段截渗墙进行连续探测，从概率上保证了工程安全的确定性，但由于其技术的不完善性，还不能单独使用，只能配合其他方法对墙体质量进行综合评判。

需要说明的是，截渗墙属于隐蔽工程，要全面评价其质量绝非易事，受施工设备、地质条件等的影响，其质量并不均匀，局部的漏洞可能会影响整个工程质量，特别是两次成墙的接缝处，因此质量检测重点应放在两次施工的接缝处。毋容置疑，要保证工程的质量，施工过程控制是关键环节。

［1］李大心.探地雷达方法及其应用［M］.北京：地质出版社，1994：10-15.

［2］王建华，蔡靖，等.水泥土搅拌土防渗墙无损检测标准的试验研究［J］.水利学报，2004年（7）:1-10.