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摘要：水泥土搅拌桩防渗技术是一种新型的堤防防渗技术，它具有防渗效果良好、经济实用、承载力高的特点，本文就混凝土搅拌桩防渗技术进行研究，期待能为该技术在今后的堤防工程设计与施工当中提供借鉴。
关键词：水泥土搅拌桩防渗技术；堤防加固；应用分析
水利工程是重要的民生工程之一，目前水利工程施工技术愈加成熟。水泥土搅拌桩截渗墙技术是堤防防渗常用的技术之一，作为一种深层加固技术，其广泛适用于岩溶地区等软弱地基的改良中，通过对地基进行处理和改良，使堤防的稳定性和承载力满足要求。近年来，水泥土搅拌桩截渗墙在很多水利工程应用广泛，并形成了一定的应用模式和方法。水泥土搅拌桩截渗墙在堤防加固中的应用，影响着堤防的安全性和稳定性。因此在应用该技术时，如何做好技术处理，提高施工质量，仍受到高度重视。
1、水泥土搅拌桩截渗墙概述
水泥土搅拌桩防渗技术被广泛应用于堤防防渗中，防渗墙的墙面固化剂采用水泥，在施工中，通过将多头小孔径的搅拌机进行改造而实行深层搅拌，该种施工工艺同传统的工艺相比较，其将天然土和水泥在地基中通过预先设置配比进行强化搅拌，在一系列的反应之后，软土地基和水泥结合在一起，粘接效果更加牢靠，具有整体性、稳定性以及较高的承载能力的特性。
水泥土搅拌桩技术在堤防加固中的应用，是通过对工程地质条件、水流特点、施工方式及堤防使用年限的综合考量，结合堤防地基处理和施工要求和方法，所采取的一种以水泥浆作为固化剂掺入土壤中搅拌固化的应用技术。水泥土搅拌桩在施工前应首先做好技术计算和处理，以确定水泥浆的喷射量和搅拌桩的深度，水泥加固土与混凝土硬化机理有很大区别，水泥土加固土硬化速度较慢，不需要养护程序，但却能极大提高堤防的基础承载能力[2]。在应用该技术时，通常用多头小直径深层搅拌机械施工，以使土壤更加密实和坚固，提高堤防基础的稳定性和安全性，并降低堤防渗水问题发生的概率
二、水泥土搅拌桩在防渗中的应用分析
堤防防渗施工是一项投资较大的工程，相关人员应根据施工要求进行严格的地质勘察、土质分析、设计计算，才能开展施工流程。
（一）建筑工程土质分析
施工前应对地质进行详细分析。不同断面的地质构造不同，施工过程中所需的处理也不一样。
（二）设计计算
工程实施前，必须对建设项目有全面的了解，且通过计算，以保证工程的质量。水泥土搅拌桩防渗技术在堤防上的应用，主要有以下几个方面需要确定：
1. 确定防渗墙的位置
确定防渗墙的位置，应综合考虑堤防地质现状，以及最大施工深度。目前，该技术可达到的最大深度为18m。当水深满足要求时，应首先考虑将防渗墙设置在堤防顶部，能有效地提高堤防地基承载力和防止堤防渗漏的问题，同时经济性也更高。防渗墙也可以设置在坡脚。防渗墙可与其他防渗设施连接，以保证防渗体系的完整性。
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2. 确定防渗墙的深度
一般情况下，防渗墙顶部与堤顶路面同高程，而防渗墙的底部一般必须深入堤防的相对不透水层，以确保更好的防渗效果。
3. 水泥土搅拌桩防渗墙厚度设计
墙体厚度主要取决于透气性比的下降。根据目前广泛使用的北京振冲截流技术开发有限公司制定的多头小直径深搅拌桩截渗防渗墙技术标准，水泥土搅拌桩防渗墙的最小墙厚可按以下公式计算：
δ=ΔH/[J]
式中，δ为防渗墙的最小厚度（m）；ΔH为防渗墙上下游两侧的水头差；[J]为设计允许的渗透破坏比降。
在计算墙体厚度时，应考虑施工允许偏差范围。一般情况下，最小壁厚不应小于10.0cm。
4. 水泥掺合比和水灰比的设计
在设计水泥配合比和水灰比时，必须进行充分的配合比试验。首先对垂直钻孔垂直土层进行土质分析，结合勘探地质情况，详细分析堤防各土层的物理性质。以工程中各层的土质和水泥进行室内配合比试验，得到不同水泥掺合比和水灰比在无侧限压缩试验（一般以90天龄期试块为指标）下的抗压强度值以及渗透比降和渗透系数等参数。在获得试验结果后，根据堤防的地质条件和实际需要选取经济合理的水泥掺合比和水灰比。正常情况下，水泥掺入比与水灰比的可取值范围分别为8%～12%，0.8～2.0[4]。
（三）工艺流程
水泥土搅拌桩的工艺流程为：打桩机到位，电机和水泥浆同时启动，浆体输送、喷射、搅拌、移位，并进行质量检测。
打桩机位置
在确定桩位前，应做好勘察工作，确定桩身位置，尽量减小偏移量。施工现场附近的障碍物必须及时清除，然后用起重机将施工机械悬挂到指定的安装位置，并将钢板置于桩下。搅拌桩机采用自己的行走系统对施工桩场进行再调整，检查机械定位情况，及时进行纠偏。为了保持底盘水平的定位，力柱导向架应调整到垂直方向。在工程中，垂直度偏差应小于1/250，桩位偏差不应超过0.50cm，垂直度偏差不应大于0.5%。
启动电机，同时配比水泥浆
启动水泥搅拌桩的马达，使搅拌桩沿导轨边缘下沉。在搅拌桩沉桩的同时，根据施工前设计的水泥浆比和水灰比，每次搅拌时间均大于3分钟。然后将拌好的浆液倒至集料斗中再一次搅拌，在此过程中水泥浆的比重要控制在1.3—1.4范围之内，配好后送入贮备桶内（在贮备桶的时间不能超过2个小时）。在施工过程中，相邻搅拌桩的施工时间间隔小于24小时。
送浆、喷浆、搅拌
根据设计的水泥浆比，在不同深度输入不同配比的水泥浆。当搅拌机将水泥浆驱动到设计深度时，将水泥浆提高20cm，然后打开砂浆泵，将水泥浆推向堤防。当浆液喷出时，将旋转轴慢慢向上抬起。为了使水泥浆和土质混合的更加均匀，可以将搅拌轴旋转到设计深度，然后在提升搅拌轴的同时缓慢搅拌，使其完全搅拌。
移位
根据设计中对桩位和桩数的要求，按照上述步骤完成防渗墙。为了保证搅拌桩的完整性，应预留约20cm的人工挖孔空间。
（四）质量检测
（1）搅拌桩的强度应在施工后3天内进行检测。
（2）竣工后，应对其承载力进行测试。
（3）检查施工过程中的所有记录，看是否严格按照原设计要求施工。
三、改进方案
在目前水泥土搅拌桩防渗技术的应用中，如果岩石和硬土不能钻孔，形成渗透层，可以尝试以下两种解决方案。
（一）采用二次钻井施工方法
混频器位被修改成螺纹连接模式。第一次钻井采用传统的搅拌钻进方法。当遇到岩石和硬土时，钻头在焊接合金后被抬起并替换为锥形钻头，并继续进行第二次钻孔。
（二）采用一次钻进施工方法
该方法主要是对混合钻头进行改装，在钻头底部再加一个牙轮钻头，以提高岩石和硬土的钻进能力和钻进深度。
四、结语：
水泥土搅拌桩防渗技术，以其特有的优势，在工程当中被广泛的使用，该项技术具有防渗效果好，承载力高，施工过程简单，以及经济实用等特性，通过对该项技术的设计方法以及施工要点进行描述，可以为今后的同类工程提供借鉴。
参考文献：
[1]孙明霞，张念，肖建峰，等.水泥土搅拌桩在某堤防滑坡处理中的应用[J].人民黄河，2016，（1）：120-121，125.
[2]倪晓军.土石坝防渗工程中水泥土搅拌桩的施工技术[J].珠江水运，2017，（14）：62-63.
[3]王广超.SMW工法在基坑支护工程中的应用[J].科技风，2018，（10）：66.
[4]王建，原鹏举.水泥土搅拌桩在水利工程中应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（9）：2707.
论文作者:吴岩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/31
标签：堤防论文; 防渗墙论文; 水泥论文; 水泥浆论文; 防渗论文; 技术论文; 水灰比论文; 《防护工程》2018年第19期论文;