防渗墙质量检测方法及评价标准研究

软土地基防渗处理一般采用高压喷射注浆法（旋喷、摆喷、定喷）、水泥土搅拌法和注浆法，适用于水利水电、水运、市政和建筑等工程须防渗的地基，防渗处理深度一般为10～20m，渗透系数要求一般为1×10－6cm／s。在防渗处理工程完工后须对工程进行检测，检查其效果是否满足设计要求。现行规范如上海市标准《地基处理技术规范》、建设部标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79）等中未明确规定检测方法，只对处理后防渗体的强度要求做了一些规定，并较笼统地规定须检测防渗体的连续性和均匀性，虽然提出了压水试验进行检测，但无具体要求，总体来讲无一种较直观的方法来检测评定防渗效果，而《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》（DL／T5200）、《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31）和《水利水电规程注水试验规程》（SL345）等规范虽明确了一些检测及评定方法，但对于上海及周边地区的软土地基防渗工程适用性不强，而且防渗墙属于隐蔽工程，检测难度很大。

因此，通过防渗试验工程研究验证，确定垂直防渗体施工的主要控制参数及质量检测方法。主要包括：研究钻孔注水试验、压水试验、围井试验各自的特点和适用性，运用综合手段，建立相关关系，提出水力充填堤坝的防渗墙设计合理的参数指标，建立防渗墙墙体物理力学指标评定标准和工程质量评定标准。

4.4.4.1 渗透性检测

对旋喷桩和三轴搅拌桩防渗墙的渗透性进行了室内渗透试验、钻孔压力注水试验以及围井渗透试验等三种测试方法研究。

通过对不同成果的对比分析，可以得出如下结论：

（1）现场钻孔渗透试验中，旋喷桩渗透系数多出现在1.0×10－5～1.0×10－4cm／s，搅拌桩渗透系数多出现在5.0×10－6cm／s以下，搅拌桩试验结果好于高喷桩。旋喷桩的渗透系数偏大，也从侧面反映出高喷技术施工操作的稳定性明显要比搅拌桩差，质量控制难度大。

（2）通过进行不同龄期的渗透试验，可以看出，渗透系数对龄期的敏感性远远小于桩体成桩质量（成桩的连续性），因此，墙体的连续性必须作为墙体质量主要检测内容之一（图4-49）。

图4-49 不同成墙工艺渗透结果分布图

（3）渗透性检测应以原位钻孔渗透试验和围井渗透试验为主，室内拌合物渗透试验由于养护条件标准等因素影响，得出渗透系数明显低于原位测试成果。

4.4.4.2 连续性均匀性检测

针对防渗墙连续性，现场组织了钻孔取芯检测、面波勘探试验、地质雷达法、地质地震映像方法、开挖检查等五种方法进行对比研究。

现场共对2个施工导孔及37个检测试验孔进行了孔斜测试，测斜结果见图4-50，钻孔取芯芯样见图4-51，连续性统计分布成果详见图4-52，同一位置17d龄期与34d龄期勘探的连续搅拌桩面波Z—V域典型频散曲线对比见图4-53，地质雷达探测剖面见图4-54，直线段850搅拌桩地质地震映像探测成果见图4-55。

图4-50 不同桩型测斜孔斜率分布图

图4-51 直线段850搅拌桩钻孔取芯照片组图

图4-52 各类桩占比统计分布图

1—15.0m以下有芯样，芯样整体较为完整，连续性、均匀性好；2—10.0m以下芯样较差，10.0m以上芯样整体较为完整；3—15.0m以下有水泥土芯样，整体上芯样破碎，成块状、短柱状；4—芯样整体上破碎，仅取到少量水泥块

图4-53 直线段搅拌桩瞬态瑞雷面波频散曲线对比组图

1—17d龄期；2—34d龄期

图4-54 地质雷达探测剖面图

图4-55 地质地震映像探测剖面图

分析这些图片可以得到以下几点认识：

（1）从钻孔取芯和渗透试验来看，3个试验孔的钻孔取芯芯样整体上较为完整，下部芯样（尤其是20m以下）硬度稍差、取出易松散破碎；3个试验孔渗透试验结果较好，渗透系数为4.9×10－7～4.0× 10－6cm／s。

（2）根据各个测点的频散曲线可以看出，搅拌桩剪切波速平均值17d龄期为400m／s左右，34d龄期为500m／s左右，60d龄期为550m／s左右，均比原状土有了较大程度的提高，并且随着龄期的增加而增加，尤其是17d以前波速值增加较快，后期波速值增加变慢。剪切波速从上至下有逐渐降低的趋势，这种趋势17d龄期较为显著，34d、60d龄期时已不明显。这说明搅拌桩上部水泥土早期硬化速度快于下部，到34d以后上部、下部水泥土的硬度差别已经不大。

4.4.4.3 力学特性检测(www.xing528.com)

根据力学特性检测需求，选取如下测试方法进行研究：①室内抗压试验；②钻芯取样力学检测。

对不同土层和不同拌和方法制作的立方体在相应龄期进行抗压试验，得到强度与龄期的关系曲线，见图4-56。

图4-56 室内水泥土抗压强度与试验龄期关系

通过以上数据对比分析基本可以看出：

（1）旋喷＋摆喷桩芯样28d龄期换算强度的最大值和平均值均明显高于搅拌桩芯样28d龄期换算强度。

（2）旋喷＋摆喷桩芯样28d龄期换算强度离散性较大，搅拌桩芯样28d龄期换算强度相对小得多，这说明整体上旋喷＋摆喷桩水泥土芯样均匀性不及搅拌桩水泥土芯样。

（3）虽然成桩水泥土不均匀，但是取样进行试验的水泥土较为完整，强度和弹性模量试验的结果会高于室内制样试验结果；整孔芯样难以达到完全均匀，受到土层的影响，强度和弹模结果仅代表相应部位芯样情况，引用于整个桩身时应谨慎使用，必须结合芯样的连续性进行分析，桩体的连续性和均匀性与成桩工艺关系密切。

4.4.4.4 水泥土防渗墙综合评价指标体系

成墙质量检查的内容为墙体的连续性、完整性、均匀性检测及物理力学性能指标检测。可结合开挖检查、钻孔取芯检测、无损检测、安全监测和其他专题研究成果资料等，全面分析各项检测成果和整体防渗效果，进行综合评价。根据工程试验成果，经综合分析，最终确定适用于三轴水泥土搅拌桩防渗体的检测标准。

1）施工期质量检验

在施工期，必须每根桩都有一份完整的质量检验单，承包商和监理签名后作为施工档案。质量检验至少包括下列项目（但不仅限于）：

（1）桩位：定位偏差对于防渗桩不得大于50mm，套接—孔法施工成墙。

（2）桩底高程：＋500mm（向下），－100mm（向上）。

（3）桩身垂直度：桩的垂直度偏差不超过0.5％。

（4）桩身水泥掺量：按设计要求和试验最终确定的水泥掺入比检查每根桩的水泥用量，每台班不少于3次。

（5）施工参数（压力、水泥浆量、提升速度等），停浆处理方法等。

（6）桩身施工质量和水平搭接情况，检测有无断桩、少桩、裂缝、未搭接、空洞等现象。

2）成墙后质量检验

完工后质量检验应在施工结束28d（特殊项目除外）后进行，不合格者应进行补强处理。检验点一般宜布置在有代表性的剖面和敏感点上，如防渗帷幕的中心线、施工发生异常情况的部位、地层复杂的区段。

（1）桩头（深度宜超过停浆面下0.5m）检查，目测检查桩体的均匀性，测量成桩直径。检验点的数量应为施工防渗桩总根数的1％。

（2）防渗墙的渗透系数采用现场钻孔，孔内压力注水（8m水头）检测时不大于5×10－6cm／s的保证率为80％，其中最大值不得大于5×10－5cm／s，且出现位置不得过于集中。压力注水检测检验点数量为防渗桩总根数的1％。

（3）全桩长钻孔取芯，取芯芯样完整率要求大于80％；对芯样进行室内抗压试验和抗渗试验，桩身28d无侧限抗压强度不小于0.5～1.0MPa（淤泥质黏性土取小值，砂性土取大值），室内抗渗试验不大于5×10－6cm／s。钻孔取芯检验点数量：防渗桩总根数的2％；室内抗压试验和抗渗试验为取芯检验孔的30％。