水库大坝防渗搅拌桩试验方法及结果分析

□罗 婧（江西省赣抚平原水利工程管理局）

水库大坝防渗搅拌桩试验方法及结果分析

□罗 婧（江西省赣抚平原水利工程管理局）

随着我国防洪减灾体系的不断完善,病险水库已成为防洪体系中最为薄弱的环节和防洪安全的最大隐患,水库除险加固工作事关防洪安全大局,事关广大人民群众生命财产安全,国家对病险水库除险加固工作十分重视。文章结合具体工程实例，为确定该水库工程大堤防渗水泥搅拌桩施工参数，采用不同的参数进行了试桩施工，并对试桩进行了一系列的检测试验。经结果分析，确定了合理的施工参数，保证该工程取得良好的防渗效果。

水库；防渗；检测；渗透试验；结果分析

0 引言

长期以来，由于各种因素导致我国的很多水库缺乏合理的管理和维护，工程中不断出现老化和年久失修的问题，导致坝体渗漏问题严重，这不仅影响了水库的正常运行，严重威胁到周围居民的生命财产安全。对此，如何合理地确定水库大坝防渗所用水泥搅拌桩施工参数，有效解决水库大坝的渗透问题成为当务之急。文章对某水库大坝的防渗搅拌桩试验方法及其结果进行了分析，希望能为有关方面的需要提供参考。

1 工程概况

某水库的环库大堤长度是12 km，其中包括新建的东堤为1220 m，加固、加高南堤为4798 m，西堤新建为2352 m，加固、加高北堤为3638 m。通过地勘所收集的资料显示，水库大堤土质多是粉砂、吹填土等，在透水性方面处于中等，这对水库而言，存在渗透而使得水库变形隐患，因此，需要做好防渗措施。

2 试桩施工

在设计方案中，大堤在建设中处理防渗问题采用的是搅拌桩，这能够较好地保证水库防渗，因此，施工时，在水库的西堤中实施试桩，进而确定施工中各个参数情况。首先，在试桩中科学地选择注浆材料，一般情况比较常用的材料是硅酸盐水泥，外掺剂则可以运用膨润土、粉煤灰等；其次，水泥掺量保持15%，粉煤灰的掺量为15%，而对膨润土的掺量大约是50 kg/m3，水灰比在1.50～1.80之间，实施方法采用的是跳打法，地面的高程为7.01 m，详细施工参数如表1。

表1 水泥、粉煤灰、膨润土施工参数表

大堤防渗在设计中做好防渗体，达到如下标准:墙体厚度≥600 mm，而28 d的墙身抗压强度为0.50～1.00 MPa，水库墙体的渗透系数≤5×10－6cm/s。在试桩中，需要进一步检测试验的各项内容如下:一是取芯，检查桩身的状况，如连续性、完整性等；二是取水泥土的芯样，进行室内抗压、抗渗的试验，渗透系数：芯样保持在28 d的龄期；三是现场注水试验，不同施工中的参数具有差异性，例如气孔位、浆孔位、大、小幅桩位与搭接等，分别在S1、S6和S4、S2－S3的气孔位开展试验。

3 探究检测方法与结果分析

3.1 对钻孔取芯进行检测

钻孔取芯采用型号为：150的钻机取芯，一方面是保证桩体的连续性，另一方面对取芯也能够保持较好的完整性，其中钻机的钻头直径是110 mm，钻头材料是合金的或者金刚石，在进行检测时，严格的按照芯样适时地调整钻头与工艺，直到顺利地取出芯样[2-3]，然后按照一定的顺序摆放整齐，同时进行深度标记，除此之外，检测人员还需要对芯样的特点做好登记，如外观、完整性等。其中芯样照片如图1所示。

图1 芯样照片图

3.2 对水泥土的芯样进行抗压试验

根据土层划分而确定取样的范围，根据每根桩的不同而取3～4组，每组芯样为3段，在现场把芯样放在水中保存，然后送到实验室进行加工成为标准试件之后，再进行水中养护，温度控制为 (20±2)℃左右，水中养护的标准在 48 h后，根据DG/TJ08－40—2010的《地基处理技术规范》实施抗压试验。水泥土的芯样在28 d的抗压强度如表2所示。

表2 水泥土的芯样在28d的抗压强度表

3.3 室内进行芯样试验

根据水库建设土层划分从而确定芯样的取样范围，并且每根桩可以取3～4组，每组取样芯3段，在水中保存再送到对应的实验室处理，保证试件高为30 mm，然后再次水中养护[4]，此时需要把水温控制为(21±2)℃，置于水中养护48 h后，然后根据《土工试验规程》中的相关内容对芯样进行渗透试验。

3.4 对防渗桩的试验

首先是钻孔工作，它需要保持同步检查，方法主要是压力注水，在《水利水电工程钻孔压水试验规程》指导下，进行自上而下的分段隔离和单栓塞，同时严格地控制长度，大约为5 m。

进行压力注水时，试验压力一般保持在一级左右，而在实际试验时，借助于抬高水箱法，使用量筒不断往水箱加水，向水箱不断注入水量，然后进行试验。

3.5 分析结果以及搅拌桩的施工参数

通过上述检测试验进行分析，在施工中试桩选择时参数的基本点需要设定目标，其中在S1号桩的桩顶可以保持在1～6 m段，从而使得结果是2×10-5cm/s。如果试验结果出现了超出预期的情况，可以对该桩中各种材料进行分析原因，如水泥、粉煤灰、膨润土等的掺量情况，例如该桩在4～6 m以及以下孔口部分，其所获得的芯样破碎并呈现出块状，这就说明施工的质量并不理想，检测试验的结果表明，可以在上述的几种方法中检测出良好的搅拌桩，从而提升防渗质量[6-7]。

通过分析上述的结果，在水库设计与监理的工作中需要对这些问题进行集中讨论，保证水库设计前提下，还需要做到资源的节约，因此，水库施工过程中需要确定一些相关的参数，譬如在大堤防渗工作中，可以在三轴的搅拌桩中找到恰当的方法，又如在土体固化剂方面，需要对其掺入量进行严格控制，一般情况下控制在20%较为正常[9]，在固化剂的控制中，水泥控制在75%左右，粉煤灰则大约为25%，膨润土的掺量50 kg/m3。

4 结语

对水库的大坝工程进行防渗处理，能够确保大坝安全，更好地提高防洪体系。文章通过对水库的西堤实施试桩，同时采用水泥土、钻孔取芯等抗压试验，使水库在大堤防渗施工以及后期投入使用中提升防渗能力，在水泥土中获取搅拌桩而进行施工参数，从而为水库工程施工提供可靠数据参考，在检测试验之后，确定合理施工参数，不仅节约成本，而且确保水库工程的大堤能够进行良好防渗实施。

[1]孙治林,程林,刘玉宝.软土地基的水泥搅拌桩承载力计算和试验研究[J].港工技术,2014(3):60-64.

[2]王交友,王世波,高绪峰,等.多钻头联体深层搅拌桩技术在北墅水库大坝防渗工程中的应用研究[J].山东水利, 2002(4):35-36.

(责任编辑：符 蕾）

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