[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3691次
摘要:多头小直径深层搅拌桩截渗墙技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。本文结合实例对水利工程防渗加固中应用多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术进行了探讨分析。
关键词: 水利工程防渗加固多头小直径深层搅拌桩
中图分类号:U2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(a)-0045-01
近年来,我国在水利工程防渗加固技术和方法上进行了不懈的探索,取得了许多出色的研究成果。多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术与普通深层搅拌桩技术相比,它除具有取材方便、施工无噪音、无污染、工程效果好等优点外,还具备一机多头(3个钻头)和小直径(200mm～300mm),并可连续成墙。本文结合实例,就多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术水利堤防加固工程中的应用进行了探讨。
1 工程概况
澄迈县侍朗水库上游集雨面积16.91km2,河长11.62km,河床平均坡降1.58%,该水库于1966年12月动工兴建,于1967年10月竣工并投入使用。最大坝高为11.76米。该坝为均质土坝,库枢纽为四等工程,设计洪水标准为20年一遇,校核洪水为200年一遇。相应的特征参数如下:死水位为32.9m,死库容5.75万m3,正常蓄水位为39.5m,相应库容为157.5万m3,设计供水位为41.3m,相应库容为288万m3,校核洪水位为41.27m,总库容为379万m3,根据有关部门的侍朗水库大坝安全鉴定评价报告认为, 大坝坝体漏水严重, 渗漏安全综合评价为C 级。
根据地质勘察, 坝体填土主要由附近残丘上的风化残积土填筑构成, 最大厚度11.00m,大坝颗粒组成为砾石组占13.1%,砂粒组占44.73%,粉粘粒组占42.17%,可见粘粒含量相对较少, 基本构成砂性土。
由于多头小直径深层搅拌桩墙在粉土及砂砾地基中使用,相对其它的防渗技术相对高喷截渗、混凝土墙截渗优越,本工程决定选用此技术。
2 多头小直径深层搅拌桩截渗墙的原理
主要是利用水泥、石灰等材料作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械边钻进边往土体中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,使喷入软土的固化剂和软土充分拌合在一起,由固化剂和软土间所产生的一系列化学作用,形成抗压强度比天然土强度高得多,并具有整体性、水稳性、强度性及抗渗性的优质水泥土截渗墙体。
3 多头小直径深层搅拌桩的优点
目前普遍采用的垂直截渗方法有: 高喷截渗、混凝土墙截渗、多头小直径深层搅拌桩墙截渗等, 结果表明多头小直径深层搅拌桩墙截渗技术优点如下:(1)充分利用原防洪堤土体, 仅使用易于选购而且价格低廉的普通水泥构成墙体;(2)成墙质量可靠, 具有混凝土墙和高喷墙截渗效果和寿命,而且水泥土墙具有一定的塑性,相当于塑性混凝土墙, 适应防洪堤土堤变形的能力强;(3)成墙造价低,经比较分析,多头小直径深层搅拌桩墙的造价仅是混凝土墙的1/3,高喷截渗墙的1/4。
4 多头小直径深层搅拌桩墙的设计
设计内容如下。
(1)墙体位置:均设在防洪堤堤基中部,k0+850～k1+150m,施工从地表至地基以下18 m,k1+850～k2+130段,从堤上开始,至地基以下8m。
(2)桩径及墙厚:搅拌桩墙厚度T为T=△H/J其中,△H为最大上下游水头差9.6m;J为水泥土允许水力渗透坡降,根据相关资料取80 。混凝土防渗墙厚应不小于T=H/J=9.6/80=0.12m,结合施工可能带来的垂直偏差,选用桩径为390mm,搭接处理论最小成墙厚度210mm。
(3)设计参数。
①墙体渗透系数k<A×10-6cm/s(1<A<10)。
②渗透破坏比降大于200。
③墙体室内抗压强度kp>0.5MPa(28天龄期)。
④成墙厚度的范围一般在200mm～300mm,堤基截渗成墙厚度应大于满足设计渗透破坏比降要求最小成墙厚度。
⑤固化剂采用水泥, 水泥标号应不小于32.5。
⑥水泥掺入比一般为8%～12%,则浆液比重为1.286～1.586,通过实验选取。
5 搅拌桩墙的施工技术
5.1 施工成墙工艺
桩机定位、调平→下钻搅拌至设计深度→提升搅拌至孔口→桩机纵移定位、调平,多次重复上述过程形成连续截渗墙体。施工要求: 保证桩位成直线, 墙体垂直, 桩径尺寸, 及深度控制。
(1)桩位控制:为确保搭接长度、墙体厚度及整体性, 施工时放一条醒目平行设计截渗墙体轴线的辅助线, 为保证桩位的准确度, 根据桩孔距、搭接要求, 制作桩位放样定位尺, 可在辅助线上定出每序成墙孔号位置, 使桩位偏差满足设计要求。
(2)墙体垂直度控制:在施工前,用经纬仪调整桩机塔架或钻杆垂直于地面,因桩机底座平台上有三根标杆均固定联通器管,待管中注入油后,就在管中油液面处的标杆上做出醒目刻度标记,使油液面与刻度标记重叠,最后将联通器管口封闭,因此在施工时,只要保持桩机底座平台上的三根标杆上刻度标记与各处的联通器管中油液面重叠,所成的截渗墙体垂直度就能满足设计要求。www.tmgc8.com
(3)桩径控制:主要是控制钻头直径,一般选择钻头直径都稍微大于设计桩径要求,因此在施工过程中,要经常检查钻头尺寸是否达到设计要求时所选钻头最小尺寸, 特别是在砂性土层中; 若钻头磨损利害,尺寸不符合,则应更换合格的钻头。
(4)桩长控制:根据设计要求的桩长,选定较为适宜的机型,以确保桩长及施工质量。
5.2 浆液及灌浆质量控制
控制质量有多方面,首先控制材料,选用合格材料;其次关键控制水灰比,及水泥浆液,要求符合设计值;同时尽量避免施工中因输浆系统发生障碍而出现断桩现象;最后也注意地质情况, 在施工中如发现溢浆严重或不溢浆现象, 施工人员要向现场技术员及施工员汇报, 适当调整水灰比或增、减注浆量,保证成墙质量。
5.3 效果检验
(1)开挖检测:在截渗墙体的强度达到一定值后,对截渗墙体进行开挖, 深度可在3m～5m,可检查墙体外观搭接质量、整体性、致密性以及采用吊垂检查墙体垂直度等; 还可选择一般截渗墙体开挖, 深为300mm,检测桩位偏差、搭接效果以及有无漏桩现象。
(2)截渗墙体取样检测:从开挖外露的墙体中凿取试块或采用岩芯钻孔取样,进行室内试验,直接测定截渗墙体的强度及抗渗性是否达到设计要求,还可观察截渗墙体搅拌均匀程度。效果检验主要采取了开挖外观检查、取样室内试验以及地质探地雷达检测等手段,检验结果:试验结果满足设计要求。
(3)探地雷达检测:为了探测桩体完整性、连续性以及找出墙体缺陷位置等,采用了探地雷达检测,沿墙中心线布测线,全程检测,并垂直墙体在防洪堤顶每50m检测一横断面。检测结果表明:墙体的连续性和完整性均较好;极少个别桩体垂直度较差,略偏离墙体轴线,但不影响墙体的连续性和完整性。
6 结语
深层搅拌法是截渗方法中较为实用、经济、有效的除险加固方案,而多头小直径深层搅拌桩墙在粉土及砂砾地基中使用,相对其它的防渗技术相对高喷截渗、混凝土墙截渗优越,但它仍存在一些局限性,我们在实践运用中应不断总结经验, 因地制宜, 灵活运用。
