多头小直径深层搅拌桩水泥土截渗墙接头的防渗处理

多头小直径深层搅拌桩水泥土截渗墙接头的防渗处理
谭志林
摘要 多头小直径深层搅拌桩水泥土截渗墙接头的防渗处理，采用错位搭接的形式，经过注水检测，这种搭接头施工简单，截渗效果好，不用增加任何施工设备和辅助工艺。
关键词 深层搅拌 桩搭接头防渗
一、多头小直径深层搅拌桩薄壁防渗墙成墙特点
使用地下连续墙作为地下基础的防渗，由于工程造价一直是防渗技术中较昂贵的，因而其应用范围受到很大限制。近年来国内出现了薄壁防渗墙，从而拓展了其应用领域。中铁武汉工程机械厂于１９９８年申报已获国家专利的ＤＺＪ２５多头小直径深层搅拌桩机，防渗墙的施工厚度为８ｃｍ～４５ｃｍ，４年来在江苏、湖北、江西、山东、福建等省广泛应用并已取得很好的社会效益。
深层搅拌是利用水泥类浆液与原土通过叶片强制搅拌形成墙体的技术。多头小直径深层搅拌桩机的问世，使各幅钻孔更能安全搭接形成连成一体的墙体，使排柱式水泥土地下墙的连续性、均匀性都有大幅度的提高。从现场检测结果看：墙体搭接均匀、连续整齐、美观、墙体垂直偏差小，满足搭接要求。该工法适用于黏土、粉质黏土、淤泥质土以及密实度中等以下的砂层，且施工进度和质量不受地下水位的影响。从浆液搅拌混合后形成“复合土”的物理性质分析，这种复合土属于“柔性”物质，从防渗墙的开挖过程还可以看到，防渗墙与原地基土无明显的分界面，即“复合土”与周边土胶结良好。因而，目前防洪堤的垂直防渗处理，在墙身不大于１８ｍ的条件下优先选用深层搅拌桩水泥土防渗墙。
二、多头小直径深层搅拌桩水泥土薄壁防渗墙的施工特点
１．分序成墙 目前水泥土薄壁防渗墙通常选取：１２、１６、２０、２５、３０ｃｍ等几种壁厚，多头桩机两钻杆中心间距均在４５ｃｍ左右，因而上述墙厚通常采用２工序、３工序施工方法来完成一个连续单元墙。下面以ＤＺＪ２５多头小直径深层搅拌桩机为例，叙述分序单元成墙过程。
（１）２工序单元成墙施工法。施工简图如图１。在Ⅰ序桩孔完成后，主机沿防渗墙轴线前移０．２２５ｍ，进入Ⅱ桩孔施工，Ⅱ桩孔施工结束即完成了轴线长１．３５ｍ的单元墙。继续前移１．１２５ｍ，即转入下一单元墙的施工。
（２）３工序单元成墙施工法。施工简图如图２：在Ⅰ序桩孔完成后主机沿防渗墙轴线前移０．１５ｍ，进入Ⅱ序桩孔的施工，Ⅱ序桩孔的施工完成后主机继续前移０．１５ｍ，进入Ⅲ序桩孔施工，Ⅲ序桩孔施工结束即完成了轴线长１．３５ｍ单元墙。再前移１．０５ｍ，即转入下一单元墙的施工。
２．接头的形成 按图１、图２单元成墙示意图连续施工，即可形成一道无接头的连续薄壁防渗墙。然而相邻两桩孔有效搭接的施工间隔时间长短一般与气温、水文条件、地质条件、水泥掺入量、水灰比等因素有关，为此我们在湖北鄂州市粑铺大堤进行了现场试验：水灰比１．５∶１，浆液比重１．３６。在不同的施工地段，我们在桩位孔口采集水泥土浆液，测试浆液的初凝时间，测试成果如下：
表中孔口水泥土浆液比重２．７５～２．７６，与纯水泥浆液３．０的比重很接近，由此可知孔口水泥土浆液中水泥的含量明显大于桩孔内１５％（设计要求）的平均含量，因此我们认为相邻两桩孔施工间隔时间只要不超过２４ｈ，就可以确保防渗墙的有效胶结的连续性。在施工中，由于机械设备、外部环境、地质条件、材料供应等原因，不可避免的造成较长时间的中断，如超过２４ｈ则应采取相应的接头处理措施。
３．搭接接头的施工方法 对施工中产生的接头，我们采取错位搭接的形式。下面以２工序单元成墙为例，搭接接头如图４所示，搭接桩孔中心长度１．１２５ｍ，防渗墙轴线偏移距离为Ｌ。 Ｌ＝１／２＋２／２２－０．１２５２１／２ 式中：１——停工时搅拌叶片直径，２——开工时搅拌叶片直径。
三、搭接接头在堤防截渗工程中的运用
１．搭接接头的运用实例 由于搭接头施工简单，截渗效果好可靠，不用增加任何施工设备和辅助工艺，因而工期短、成本低。在接头的防渗处理中，我们一直采用搭接的方法，表２是湖北、江西两工地的运用实例。
２．搭接接头的注水检测 江西省鄱阳湖区二期防洪抚东堤除险加固工程，位于进贤县境内抚河下游东岸，堤线全长５１．６８ｋｍ。虽经历年不断培修加固，但地下水丰富，地下水类型主要为孔隙性潜水，仅在１９６１、１９６２年两年内该堤段共有７处决口。堤身深搅防渗工程位于桩号２４＋６００～２７＋２００、２８＋７００～２９＋８２０两段，两段堤线总长３．７２ｋｍ，桩深平均９ｍ，墙厚１６ｃｍ，水泥掺入量８％～１２％。施工中产生的６个搭接接头，工程竣工后对６个搭接接头进行钻孔、注水检测。钻机型号ＳＧＺ－１Ａ，钻孔直径７５ｍｍ，钻孔位置见图４。
检测采用不变水头注水试验，成果见表３。
由上表可知，全部搭接接头截渗效果完全符合设计要求。
四、搭接接头施工的截渗特点分析
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