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多头深层搅拌桩防渗墙技术在深基坑止水帷幕中的应用及技术论文本文系统阐述了多头深层搅拌桩防渗墙的技术原理、施工工艺流程及关键控制参数，包括钻进深度、提升速度、水泥掺量、水灰比等对成墙质量的影响。结合典型工程案例，分析了该技术在实际应用中的止水效果与结构性能，并通过现场监测数据验证其防渗可靠性。研究结果表明，多头深层搅拌桩形成的防渗墙渗透系数可达到10⁻⁷cm/s量级，满足深基坑止水要求，且与围护桩结合使用时能显著提升整体支护体系的安全性。同时，文章还探讨了施工中常见的质量问题如搭接不良、强度不足等，并提出相应的预防与处理措施。
综上所述，多头深层搅拌桩防渗墙技术以其高效、经济、环保的特点，在城市深基坑止水工程中展现出广阔的应用前景。本文旨在为类似工程提供技术参考，推动该技术的规范化与标准化发展。
【关键词】多头深层搅拌防渗墙 深基坑工程 止水帷幕 设计施工
单头深层搅拌桩搭接成壁状防渗墙作为基坑止水帷幕是当前深基坑防渗处理比较常用的方案。此方案成桩因受场区不均匀地层影响和机械成桩能力的限制，存在不少问题：水泥土搅拌不均匀，影响防渗墙体强度偏低；加固深度过长时，桩身垂直度无法保证，防渗墙成墙不连续，有开叉现象，止水效果较差。
多头深层搅拌桩防渗墙技术是在单头深层搅拌桩基础上发展起来，并突破多头小直径的一项堤坝和基坑防渗技术。该方法是应用双动力或多动力多头深层搅拌机把水泥浆喷入搅拌切削的土中并重复搅拌，通过若干组相割的桩体组成水泥土连续墙体。由于水泥固化和碳化作用长沙梅溪湖国际文化艺术中心项目泛光照明工程施工技术文件：泛光灯具规范，水泥土连续墙的抗压强度和渗透指标满足堤坝或基坑防渗要求。
武汉大学人民医院外科综合楼工程位于武汉市武昌区紫阳路与解放路交汇处，西侧不远即为长江，场地单元属长江一级阶地深厚填土区，地形较平坦。场区周围环境非常严峻：东侧紧邻医院两层美容中心，天然基础，基础埋深2m；南侧与西侧分别为紫阳路与解放路，均为繁华市政道路；北侧2m处为2～3层医院国家重点实验室与设备楼，天然基础，基础埋深2m。基坑呈近似矩形，长约98m，宽约62m，挖深为10.80m～13.55m。基坑支护采用放坡卸载+桩撑+被动区加固形式，地下水处理采用侧壁止水与基坑内中深井减压降水相结合的方式。基坑工程于2006年7月1日开工，2007年2月28日完工。基坑现已竣工，基坑运行期间状况良好。
2、工程地质及水文地质条件
与基坑支护相关的土层分布情况如下表所示：
岩土工程地质分层表 表1
本场地地下水为上部填土层中的上层滞水和下部砂性土层中的孔隙承压水。
上层滞水主要赋存于上部填土层中，主要接受大气降水和生活排水的补给，没有统一的地下水位。该场区填土厚度很大，层厚最大达9.60m，其赋存的水量是相当大的，对基坑施工影响较大。
孔隙承压水主要赋存于下部砂性土层中，水量大且相对较稳定，具有统一承压水头，与长江有较为密切的联系。经抗突涌验算，基坑开挖会造成突涌，工程需要降水。
3.1、该基坑工程在止水设计上存在如下几个特点：
①基坑周边环境严峻，南、西两侧为重要市政道路，交通繁忙，北侧及东侧医院浅基础办公楼紧邻基坑，基坑侧壁的稳定尤其重要，位移与沉降均需要严格控制。基坑开挖后，一旦止水措施不得力，由此引发的周边沉降以及基坑自身的稳定问题将难以预估和弥补。
②场区填土厚度很大，层厚最大达9.60m，给止水带来了难度。
③基坑开挖深度较大，要保证止水效果，必须采取特殊工艺或机械来保证止水桩施工质量。
图1 止水帷幕设计大样
经过综合分析计算后，笔者采用了侧壁设置双排深层搅拌桩的帷幕形式，止水桩桩端深入基坑底2m，根据现场土体的掺入比试验，确定了水泥用量为150kg/m（水灰比1:3），并在设计中指定了三头施工机械，浆喷工艺，以此保证止水效果，如图1所示。
经过基坑运行检验，在杂填土层如此深厚的区域，该方案止水效果比较理想，保证了基坑的整体安全。
三、多头深层搅拌桩防渗墙技术原理
作为基坑止水帷幕，主要考虑其隔渗功能，所以墙体的抗渗透性能至关重要。若按等效渗径方法近似考虑，防渗墙渗透系数比原土层的渗透系数降低多少倍，就等于渗径延长至多少倍。所以从渗流理论上讲，防渗墙渗透性与其所穿过地层的渗透系数之间的比例关系和墙体厚度一起决定了防渗墙所能起到的防渗作用。
与水利工程中防渗墙不同，因基坑一般为临时性工程，且施工周期较短，因此在基坑中应用防渗墙技术时，因综合考虑墙身厚度、渗透系数，力求做到经济节约。
四、施工机械设备及主要特点
在该基坑中防渗墙施工采用的设备为SP5三头钻机，其采用多动力驱动，具有多档旋转及给进（或提升）速度，扭矩大，动力足，移位采用液压步履式，操作容易，行动自如，针对不同的地层，配备有多种喷浆钻头，且钻头直径φ180mm ~φ800mm，可以满足墙厚在150mm ~ 600mm的防渗墙施工，深度可达30米。
主机采用自卸式吊装，装卸运输方便，喷浆系统采用电脑计量，自动控制每根浆管的浆量及深度，施工质量稳定可靠。
图2 SP5施工机械及钻头原理
a.基加固深度：18M、20M、22M、25M、30M
b.成桩直径： 180mm~800mm
c.钻机转速：（正） 9 15 26 42 64[r/min]
（反）10 18 31 49 76[r/min]
f.下钻速度：0.04—1.9（m/mm）
g.提升速度：0.04—2.23（m/mm）
h.横向单步行程：0.5m
i.纵向单步行程：1.2m
k.油泵电机功率：15KW
2.1、钻机部分为机械传动，有多档旋转，给进（或提升）速度，并设有过载保护装置，功能较全，操作方便可靠。
2.2、机底架为液压步履式，能纵向、横向移动，对孔就位迅速简便，机动性较强，能自身下车。
2.3、钻机采用链条式加减压机构，在加固深度范围内，钻具可连续钻进或提升，钻塔（井架）、钻杆可根据加固深度加长或缩短，工作效率高。
2.4、桩机上安装有X、Y两个方向垂直传感器，使钻杆偏斜控制千分之五以内。
2.5、本机以两台或三台三相异步电动机为主动力，功率消耗小，双动力驱动，适合于各种直径深层搅拌，适应范围广。
2.6、整机结构紧凑，机动灵活，接地比压小，稳定性好，对场地狭窄，地面条件较差的工地也能适用。
2.7、在钻头上部装有夹板式连轴器，使钻头在钻进中保持同一平面不分离，防渗墙成墙连续没有开叉现象，水泥土搅拌均匀。
2.8、喷浆系统采用挤压式无级调速方式控制喷浆量及喷浆压力，旋扭调节表头显示，方便可靠。
2.10、为了确保各桩注浆均匀、搅拌均匀，提高桩身强度，采用了3个并列的挤压泵或柱塞泵。确保浆液有效输送，配备喷浆电脑记录仪，将有关设计数据输入电脑，电脑严格按设计程序进行施工。通过流量计分别测量3个喷浆入口的过浆量，并分段测量和记录随时反映在电脑显示屏上，施工人员随时可以发现并及时补救。配备有自动记录仪，对每个送浆管都设有流量传感器，与深度传感器共同应用，对施工过程中的情况进行监控并记录打印，减少人为因素影响，实现深度，流量自动记录。
五、施工工艺及施工质量控制
1、SP5型钻机施工工艺流程
采用二喷二搅施工工艺。即喷浆下钻，浆量达到整根桩浆量的80%。到达设计深度后喷浆搅拌十秒，然后喷浆提升，到达设计桩顶时，应停止提升搅拌数秒，以保证桩头均匀密实，根据设计要求采用三次成墙或二次成墙或一次成墙。施工流程如下：
1.1、按设计图纸测量放线，确定连续的轴线。
1.2、对将要施工的连续墙段开挖导流沟，导流沟上宽约0.8m，深0.5m。在挖导流沟的过程中，遇到地下障碍物须及时清除。
1.3、确定机械行走的作业路面承载力，然后作出相应的处理。
1.4、设置钻孔标志，确定每一钻的位置。并用平面几何方法确定每次移位桩机底盘的平面位置。
1.5、移动主机至设计钻孔位置，并把桩机调正、水平、对中孔位。
1.6、搅拌站送浆，钻头触地，开动钻机，钻进过程中要保证每米喷浆量达到每米总浆量的70% ~ 80%。
1.7、钻头到达桩底高程后做提钻搅拌，此时喷浆必须保证孔口有翻滚的水泥浆。
1.8、桩机纵移动就位调平，重复上述过程。
2.1、保证桩位准确度：采用经纬仪沿轴线每50m放一控制点，同时，为了更好的检测桩位，要求各机组必须将控制点加密，加密控制点间距不大于7.0m，严格按操作规程中的要求放移位基准线，并确定好每次移位的点A和B，确保桩位偏差小于3cm，严禁出现掉桩。
2.2、桩身垂直度：为使桩基本垂直于地面某广场北坑高压旋喷桩地基处理工程施工组织设计-secret，每根桩施工前均须对桩机进行调平，采用水平仪及吊锤或三维传感垂直报警系统，发现问题及时调整，确保桩斜偏差不大于1‰。
2.3、水泥浆不能离析：水泥浆严格按设计配合拌制，制备好的水泥浆不能有离析现象，为防止水泥浆发生离析，将水泥浆留在灰浆搅拌桶中进行不断搅拌直到送浆。对于停浆时间超过2小时的水泥浆应掉，水泥浆液应严格过滤。灰浆搅拌桶之间和泥浆泵吸口处都应设一道过滤网。
2.4、确保加固强度和均匀性
①严格按设计的水灰比，掺入比和钻头直径施工：
②.施工中采用快搅慢进，即钻头快挡旋转，慢档给进（或提升），严禁采用五挡提升，如果地质条件复杂，不宜采用快挡下钻，以免因阻力变化而造成钻头偏离或互相涉。尽可能不采用冲水下钻。
③控制喷浆量和搅拌下钻（或提升）速度，保证供浆连续均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和少浆，重新施工时应供浆下钻到停浆点以下0.5米后供浆提升。
2.5、桩深：桩深必须达到设计要求建筑面积265.11平米三层别墅，如遇障碍，请求处理方案。保证桩深误差不超过100mm。
2.6、钻头直径定期检查，保证桩径偏差不大于4%，如不能满足墙体度要求，应立即更换或补焊叶片。