深层搅拌桩防渗墙技术在大坝心墙加固中的应用

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1、深层搅拌桩防渗墙技术在大坝心墙加固中的应用【摘要】多头小直径深层搅拌截渗技术是采用多头小直径深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成小直径水泥土桩，多桩相割搭接形成水泥土薄墙，用水泥土薄墙作为堤坝防渗墙达到截渗的目的。该技术多用于坝基防渗工程，西苇水库除险加固中首次将该技术应用于大坝心墙加固中，工程完工后，运行情况良好。　　【关键词】多头小直径深层搅拌；大坝心墙；防渗　　1概述　　水泥搅拌法是用于加固饱和和软黏土的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性、防渗性和

2、一定强度的优质地基。多头小直径深层搅拌截渗技术是水泥搅拌法的发展和利用，采用多头小直径深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成小直径水泥土桩，多桩相割搭接形成水泥土薄墙，用水泥土薄墙作为堤坝防渗墙达到截渗的目的。该技术多用于坝基防渗工程。　　西苇水库大坝全长6010m，其中主坝长2650m，主坝为粘土心墙砂壳坝，坝顶宽6.0m，最大坝高22.30m。桩号0+825～0+910坝段心墙由粘土和壤土填筑而成，心墙填筑土岩性杂，砂质夹层多，填筑质量较差，坝顶以下3.2～12.0m深度范围内有漏浆现象，相应高程105.03～107.33m，漏浆点分布散乱，前后左右均未贯通。因心墙质量有缺陷，因此

3、影响了水库的正常蓄水和安全运行，需进行心墙加固防渗处理，以满足水库按设计工况蓄水和确保大坝安全。　　2工程加固方案比选　　该坝段最大防渗深度为12.0m，在正常蓄水位106.06m以下6.0m，渗透压力较小，工程加固设计中，根据目前大坝防渗技术水平，设计中拟定了多头小直径水泥土搅拌防渗墙、塑性混凝土防渗墙、高喷板墙等三种防渗技术方案进行比选。多头小直径水泥土搅拌防渗墙与塑性混凝土防渗墙、高喷截渗墙等相比有如下优点：①充分利用坝体土体，仅使用易于选购的普通水泥构成墙体；②成墙质量可靠，具有砼墙和高喷截渗墙的截渗效果和寿命；③成墙造价低，造价仅是塑性墙的1/3、高喷截渗墙的l/5；④施工不开

4、槽避免了砼墙施工开槽引起的塌孔、与原堤坝结合不实等质量问题；⑤一机多头（三钻头以上）同时钻进，使工效提高2~4倍；⑥设备较简单，使用方便。根据上述技术方案比较，选用了多头小直径水泥土搅拌防渗墙技术方案，和塑性混凝土防渗墙、高喷板墙技术方案相比，具有施工工艺简单，投资省，功效高等突出特点。目前该项技术多用于江河湖堤、基坑防渗工程。首次应用于大中型　　加固范围：主坝桩号0+825～0+910坝段，防渗墙深度自坝顶高程111.32至墙底高程102.00m，成墙深度9.32m，轴线与坝轴线重合。　　3水泥土搅拌桩防渗墙设计　　3.1适用条件　　（1）地质条件：适用于粘土、砂土、粉质粘土、含少量砾

5、径不大于0.05m砂砾层、素填土，由于不开槽不需护璧土层中有土体架空或洞穴时也可施工。　　（2）适用材料：主要使用水泥和水，取材方便，并充分利用原土，节省材料，对水泥无特殊要求。若当地粘土或粉煤取材方便，通过实验还可使用粘土水泥或粉煤灰水泥混合料。　　（3）交通条件：进出场道路及桥梁应能通行10T卡车，16T汽车吊。　　（4）施工场地：施工场地平整，堤顶宽度不小于设备最小施工宽度，场地内地下无大块石、树根、地下管线等，空中障碍物其净空距地面应满足安全要求。　　3.2水泥土的固化机理　　土体中喷入水泥浆再经搅拌拌和后，水泥和土的固化过程有以下物理化学反应：（1）水泥的水解和水化反应；（2）

6、离子交换与团粒化；（3）硬凝反应；（4）碳酸化反应。水化反应减少了软土中的含水量，增加颗粒之间的和粘结力；离子交换与团粒化作用可以形成坚固的联合体；硬凝反应又能增加水泥土的强度和足够的水稳定性；碳酸化反应还能进一步提高水泥土的强度。上述物理变化过程表明：在水泥土被搅拌达到流态的情况下，若保持孔口微微翻浆，则可形成密实的水泥土墙，而且水泥土浆在自重作用下渗透可填充被加固土体和被加固土体周围一定距离土层中的裂隙，在土层中形成防渗宽度大于搅拌宽度的一条防渗带。　　3.3主要设计参数　　该坝段主要加固的上部，根据本工程具体情况确定设计技术参数如下：　　1、采用湿法，水泥掺入量（重【摘要】多头小直

7、径深层搅拌截渗技术是采用多头小直径深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成小直径水泥土桩，多桩相割搭接形成水泥土薄墙，用水泥土薄墙作为堤坝防渗墙达到截渗的目的。该技术多用于坝基防渗工程，西苇水库除险加固中首次将该技术应用于大坝心墙加固中，工程完工后，运行情况良好。　　【关键词】多头小直径深层搅拌；大坝心墙；防渗　　1概述　　水泥搅拌法是用于加固饱和和软黏土的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂