搅拌桩防渗墙在橡胶坝基础工程中的应用

偃师市水利局 闫盈娜

搅拌桩防渗墙在橡胶坝基础工程中的应用

偃师市水利局 闫盈娜

搅拌桩防渗墙的基本工作原理是运用深层搅拌机在地基一定深度范围内把水泥浆喷入土体，使水泥和土体产生一系列的物理-化学反应凝结形成具有整体性、水稳性、一定强度和防渗能力的水泥土桩体防渗墙。该法目已广泛应用于我国大江大河和湖泊的堤坝加固防渗工程，它的主要优点是施工进度快、防渗效果好且造价低。本文，笔者介绍了搅拌桩防渗墙在偃师市橡胶坝基础工程中的应用。

一、工程概况

偃师市洛河橡胶坝位于偃师市城区段洛河上，坝址距310省道洛河大桥下游1.53 km，工程等别为Ⅳ，地震设防为6度。该程设计正常蓄水位115.4 m，蓄水量480万m3，橡胶坝总长638.4 m。其中橡胶坝段位于主河槽上，布置5跨，单跨坝长80 m，总长408.4 m，设计坝高3.0 m，坝底板顺水流方向长11.5 m，橡胶坝段与控制室之间为滩地宽顶堰，南北岸长度均为93 m；滩地宽顶堰外侧为控制室，南、北控制室段长度均为22 m。橡胶坝与上、下游河道主河槽设连接段，连接段长度上游50 m，下游70 m。

二、搅拌桩防渗墙的可行性

偃师橡胶坝工程基础防渗墙设计采用现浇混凝土墙的施工工艺，即采用两钻一抓成槽，然后浇筑混凝土防渗墙，墙厚0.4 m。通过分析认为，该工程防渗墙施工地段地下水水位较高（平均水位高程109.0 m），且该地段主要为砂层地质，地层多样分布，不利于抓斗成槽，如混凝土浇筑，易发生塌方等不利情况。同时，工期较长，工程施工要经历汛期，对工程的安全极为不利。

经施工单位、监理单位、设计部门技术人员认真分析偃师橡胶坝坝址处的工程地质情况认为，深层搅拌桩防渗墙在该工程中的应用具有可行性，并确定采用搅拌桩防渗墙施工工艺。

三、搅拌桩防渗墙试验

1.搅拌桩防渗墙试验的目的。进行深层搅拌桩试验的目的是通过实地成桩，对原定的水泥掺入量和水灰比进行修正，以及对试验段进行开挖检测，检查其墙体连续性和渗透性是否能够满足工程的需要，即验证通过搅拌桩防渗墙能否有效地消除坝底板地基地震液化和渗漏问题。

2.搅拌桩防渗墙试验。此次试验，施工单位选择了两试验地段，一处位于左岸宽顶堰段，一处位于偏近于主河槽处橡胶坝第三孔右隔墩部位。地质情况自上而下分别为：低液限粉土、级配不良砂、低液限粉土、级配不良砂、级配不良砾。其中自河槽向滩地变化趋势是，上部级配不良砂深度愈小，低液限粉土厚度愈大。

（1）试验机具的选定。试验机械采用1套PH-5D型单头大扭矩深层搅拌桩机、1台HB6-3灰浆泵、1台200 L灰浆拌制机。搅拌桩机具体性能参数为：搅拌轴规格125 mm×125 mm，搅拌叶片外径500 mm，搅拌轴转数（正）、（反）分别为40 r/min、60 r/min，最大扭矩55.25 kN·m，电机功率45 kW，提升能力78.4 kN，提升高度18 m，速度（下沉正）、（提升反）分别为1.5 m/min、1.2 m/min。

（2）试验段施工相关参数。确定桩深12 m，步进0.3 m，水泥掺入比为15%，供浆压力0.5～0.6 MPa；墙厚0.4 m（以搭接最薄处测量），采用4搅4喷。

（3）搅拌桩防渗墙施工工艺流程。工艺流程：定位、调平、调直桩机→浆液配制→水泥搅拌桩防渗墙施工。操作程序：加水、上灰、拌浆、输送浆，启动喷浆泵喷浆→启动主机，钻杆开始边喷浆边钻进→搅拌头下沉到达设计深度后，重复喷浆搅拌提升到设计墙顶标高以上50 cm，然后再复喷复搅1次，即4喷4搅。

（4）搅拌桩防渗墙试验段施工情况。

①左岸滩地宽顶堰段。段长2.1 m，桩数7棵，孔深12 m；平均钻进速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步进0.3 m，喷浆压力0.6 MPa；水灰比1.4～1.43，水泥用量4.9 t，平均米耗灰量58 kg。

②临近主河槽试验段。段长6.6 m，桩数22棵，孔深12 m；平均钻进速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步进0.3 m，喷浆压力0.6 MPa；水灰比1.4～1.6，水泥用量14.8 t，平均米耗灰量56.1 kg。

（5）搅拌桩防渗墙的质量检测。根据建筑地基处理技术规范（JGJ79—2002），施工单位对试验段墙体进行了开挖，滩地宽顶堰段挖深至地面以下6 m，主河槽段挖深至地下水位以下1.5 m。通过外观检查，桩间搭接良好，未发现开叉现象，上部和下部搭接基本一致，桩间连续性较好，凿除无效桩头后测得墙体最厚处为52 cm，墙体最窄处为45 cm。主河槽段轴线由于未进行轴线校正，有微弱偏离，经测量，最大偏离为8 cm。此外，为检测其墙体抗渗效果，在墙体一侧灌水后，另一侧未出现桩间漏水现象。

四、结论

以上试验结果表明，应用搅拌桩防渗墙对偃师市橡胶坝基础工程进行防渗截流处理，施工技术成熟，方案经济可行，防渗效果良好，达到了防渗截流的目的。截至目前，该坝已顺利竣工蓄水，并经受了2009年以来3次汛期不同程度洪水的考验。