建梁 磊 ｌ 水泥搅拌桩防渗墙质量参数分析与控制实践 姚英杰 （舟山市定海区水利围垦局，舟山３１６０００） １项目概况 龙王堂水库位于浙江省定海区金塘镇，建于海涂面上， 集雨面积１．８７３ｋｍ。，库容１０４万ｍ ，水库大坝长８８０ｍ，东西走 向，横断面结构类似海塘塘坝，分别由内外层，闭气土体 （防渗体），坝体及防浪墙构成。水库始建于１９８３年９月，限于 当时条件和认识水平，未能进行规范设计及施工，投入运行后 背坡脚数处渗漏，水位无法蓄至正常高程，后曾进行过数次 处理修复未果。经地质钻探和槽探揭示，防渗体上部至顶部 １．０—１．３ ｍ（８５黄海，下同）为含泥碎石层，即高程４．４４—５．７４ ｍ；防渗体主要为淤泥质粉质粘土和粉质粘土组成，防渗体 上部多有碎石掺和。 ２设计要素 设计桩径：Ｏ．８ｍ，双搅拌头。 双头中心距：５６ｃｍ。 搭接厚度：４８ｃｍ，极限：３８ｃｍ。 桩间距：１．０６ｍ。 设计桩管：８ｍ。 防渗范围：０＋０００～０＋８８０，二坝头作接触灌浆处理。 含灰量：１５％（水泥与土体重量之比）。 透水率：ｑ￣＜ｌＯＬｕ。 ３施工质量关键参数分析 ３．１水泥浆液制备分析 ３．１．１含灰量控制 （１）单桩 工程设计为双搅拌头，单桩断面积０．９１ｍ。，搅拌头直径 Ｄ＝８０ｃｍ，中心距Ｃ＝５６ｃｍ，经理论计算： 厚度：ｂ：５７ｃｍ；每米土体重量：１６３８ｋｇ；每米含灰 量：２４５．７ｋｇ。 （２）搅拌桩连续墙身实际含灰量的计算 图１为按１．０６ｍ为桩间距的搅拌桩连续墙平面投影图。 搭接部分面积为：Ｏ．７８ｍ ；每米土体重量：１４０４ｋｇ。 ３．１．２水灰比与浆液比重 浆液比重与水灰比的关系 得： ｋ：水灰比 ｋ自０．４８—０．７２围内，以级差０．０２变化时，浆液比重经计算 —Ｉ－ 职桩晰积— ， ｔ 、 ／ 粕… ’ ｌ、 ｌ、 ｒ ｌ０６０ １《）６ＩＪ 图１桩间，￣ｌｉｉｌＩ搅拌桩连续墙平面投影图 结果见表１。 表１浆液比重计算结果 ０．７２ 原设计水灰比为０．５，但该水灰比的浆液比重为１．８３，经现场 搅拌取样试验，浆液偏稠，可泵性（可灌 ）差且不易掌握，经 十 同意采用ｏ．５５ｔ￣Ｔｋ灰比，并根据每层隋况在０．５５－０．６范围内控制。 ３．１．３水泥浆液的现场配制 （１）制浆桶尺寸 浆桶内径为Ｉｍ，电动机安装为：桶顶向中心带动搅拌轴 叶片搅动水泥浆。 （２）确定用水量 现场按每１Ｏ包水泥配制。确定用水量：２７５Ｌ；确定水线高 度为：３５ｃｍ。 （３）配制方法 先放水人桶至３５ｃｍ，控制方法：在桶内壁离底３５ｃｍ处焊 一螺杆，并以此为水线标志，水加到位后，开动搅拌电动机， 将１Ｏ包水泥逐一加入桶内搅拌，时间不少于３ｒａｉｎ（最后１包水 泥加入后起算），搅拌均匀后的水泥浆液放入贮浆桶（位于搅 拌桶下方，内径１．２ｍ，高０．８５ｍ，能贮浆０．９ｍ ），贮浆桶结构与 搅拌桶完全相同，也可以不停地搅拌，并通过输浆管、灌浆泵 将浆液送入孔内搅拌成桩。 （４）浆位线 浆位线即搅拌好后浆液面离桩底的距离：５６ｃｍ。 按以匕参数酉酷０的７ 己浆，经比重检预０，完 蔺足设ｉ寸要求。 ３．２单桩质量控制分析 ３．２．Ｉ单桩水泥量、浆液量的确定 （１）水灰比０．５５的浆液体积ｖ与水泥重量ｃ的关系： ５ ７ 科技 口编辑／陈思 ３＋，０ ５５ｃ＝ 得：ｌ寸： Ｖ ０＝一 ．８６７７ｃ ．１５ （２）单桩水泥用量：１６３８ｘ１５％＝２４５．７ｋｇ 不同桩长对应的水泥量、用浆量如表２。 表２不同桩长对应的水泥量和用浆量 桩长（ｍ） １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 灰量（ｋｇ） ２４５．７ ４９１．４ ７３７．１ ９８２．８ １２２８．５ ｌ４７４．２ １７１９．９ １９６５．６ 浆量（Ｌ） ２１３ ４２６ ６４０ ８５３ １０６６ １２７７ １４９２ １７０５ （３）比重与水位线的关系 经过理论计算并经过试配，为搅拌桶水位线为３５ｃｍ［ｔ＃， 加入１０包水泥搅拌后浆液比重为１．７８７，但因水位线上升，水泥 量不变时，其比重变化趋势如表３。 表３比重变化趋势 水线 ３５ ３６ ３７ ３８ ３９ ４０ ４１ ４２ ４３ ４４ ４５ （ｃｎａ） 上升数 ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌＯ （ｃｍ） Ｙ浆 １．７８７ １．７７３ １．７６０ １．７４５ １．７３４ １．７２２ １．７１０ １．６９９ １．６８８ １．６６７ １．６６７ Ｖ ４３３．５ ４４１．３ ４４９．２ ４５７ ４６４．９ ４７２．７ ４８０．６ ４８８．４ ４９６．３ ５０４．１ ５１２ 浆线 ５５（ｃｍ） ．２ ５６．２ ５７．２ ５８．２ ５９．２ ６Ｏ．２ ６１．２ ６２．２ ６３．２ ６４．２ ６５．２ 对表中数据作分析后可以得出： ①水线上升ｌｃｍ，当用相同量的水泥（１０包）搅拌后，浆线 上升ｌｃｍ，浆液体积增加７８．５（Ｌ）； ②若水线增至４５ｃｍ，浆液比重由原来的１．７８７降至１．６６７， 降幅达０．１２，平均每上升ｌｃｍ，比重降为０．０１２。 ３．３防渗墙最小厚度控制分析 由于本工程设计为单排搅拌桩防渗墙体，因此搭接厚度 的控制对防渗截漏具有特别意义。如图２所示，为当孔深ｈ时的 搭接断面图，当排除桩周边土体的防渗作用时，桩体形成防渗 体的最大厚度位于直径处，最小厚度（最薄弱部位）位于搭接 处。若因顶角偏大或桩间距控制失误，造成二圆相切或相离， 则在该处就会形成漏水通道。 ４施工质量控制 ４．１喷浆时间控制 ４．１．１不考虑复喷对单桩含灰量喷浆量的确定 每米水泥用量：２４５．７ｋｇ；Ｏ．５５水灰比每米喷浆量：２１３Ｌ；８ 米桩长用浆量：１７０５Ｌ。 ４．１．２灌浆泵泵量的确定 第一次实测内径为１．２ｍ，贮浆桶ｌＯｍｉｎ进浆４６ｃｍ时，喷浆 时间为５２Ｌ／ｒａｉｎ。 第二次ｌＯｍｉｎ进浆４８ｃｍ时，喷浆时间为５４Ｌ／ａｒｉｎ。 因此确定喷浆时间每分钟５０Ｌ，单桩（８ｍ）喷浆时 间：３４ｒａｉｎ。 ５ ８ 《建筑》２０１１年第１Ｊ期 ２ ｎｌ ， 。 ．Ｖ ｆ ，＜ ・ｌ ． ｂ 图２搭接断面图 ４．２均匀性控制 均匀性设计通过桩身任意点土体搅动次数的控制予以 解决。 设计要求及满足设计要求的措施。 设计要求：ｔ＞￣２０次 本工程搅拌桩机钻头转速经数次现场测定为４５ｒｐｍ，钻进 速度为０．８ｍ／ｍｉｎ，二次提喷搅拌均采用０．５ｍ／ａｒｉｎ，采用０．６ｍ／ ａｒｉｎ为计算土体搅动次数的ｖ（０．８＋０．５×２／３＝０．６ｍ／ｍｉｎ），提、 下、提三次喷搅拌，计算得厚度ｈ为９ｃｍ。 经现场测定，叶片厚度都是超过９ｃｍ。 ， ４．３浆位线 浆位线，即为水泥浆搅至该浆面在搅拌桶内壁上的位置。由 于每搅拌—次水泥量是固定的，浆位线的位置实际上就是水线 高度加上水泥体积所占的高度（２０．２ｃｍ）。只要水泥量不变，该 数值也不会改变，因此，任一水线高度加上该数值即为浆位线。 浆位线在检测水泥浆质量时很有实用价值，一桶浆搅后， 即使不知道加水的过程，只要一量浆位线，可以推知水位线（减 ２０．２ｃｍ），得到该桶浆液的相关参数（如浆液比重，水灰比等）。 本工程专门做了 把检查尺，控制浆位线的上下限分别为５５ｃｍ和 ６０ｃｍ，实际上是将加水量在３５￣４０ｃｍ之间，从而控制浆液比 重使桩身水泥含量符合１５％的要求。 ５结语 本工程防渗体施工结束后，经开挖后观测：桩形外 观规则、均匀性、搭接厚度、胶结情况及桩径、桩间距均 符合设计要求。三段次压水试验透水率分别为ｑ１＝０ （Ｌｕ），ｑ２＝Ｏ．１５Ｌｕ；ｑ３＝ＯＬｕ（设计要求为ｑ≤ｌＯＬｕ），１６个水泥 芯样渗透试验，Ｋ值最大为１．１８×１０～，最小值仅７．９４ｘ １０一，平 均值１．０３５ ｘ １０ （设计要求ｋ≤１．１×１０ ）。水库加固施工结束 后，外坡脚在高水位运行下，多次观察无漏水。因此可以认为 搅拌桩施工质量达优良水平，防渗体工程的施工是成功的。
