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        高壓旋噴樁防滲墻在壩身填土加固中的應(yīng)用

        2010-08-07 09:13:10
        治淮 2010年4期
        關(guān)鍵詞:孔位孔口防滲墻

        吳 杰

        一、概述

        某水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩,壩高18.5m。壩身填土主要為中~重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土局部填土中夾礫石,填土多呈軟~可塑狀。大壩修建于上世紀(jì)60年代,筑壩施工主要采用人工挑抬、分隊(duì)分組作業(yè)。填土主要是就地取材,壩身填土土料混雜、不密實(shí),局部結(jié)構(gòu)松散,壩身內(nèi)存在著分界溝、分界墻,大壩蓄水后產(chǎn)生較為嚴(yán)重的滲漏,雖進(jìn)行了處理,但未得到徹底解決,大壩一直在汛限水位下運(yùn)行。為了水庫(kù)大壩的運(yùn)行安全,采用高壓旋噴樁防滲墻加固大壩壩身填土,使填土達(dá)到規(guī)定的防滲要求。

        二、壩身土料的水泥土配合比試驗(yàn)

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,大壩加固采用高壓旋噴樁防滲墻的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu≥2.0MPa,滲透系數(shù)不大于 1×10-6cm/s。依據(jù)此要求在進(jìn)行水庫(kù)大壩防滲墻施工前,對(duì)壩身填土進(jìn)行配合比試驗(yàn),各種摻入比時(shí)28d齡期的各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表1。

        依據(jù)設(shè)計(jì)要求的加固后防滲墻體水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值和滲透系數(shù)值,最終選定高噴水泥土防滲墻體的水泥摻入比為13%。

        三、高壓旋噴樁防滲墻的工藝性試驗(yàn)

        根據(jù)大壩的填土情況,在壩身選擇代表,部位進(jìn)行工藝性成墻試驗(yàn)。試驗(yàn)采用的旋噴樁樁間距為100cm和130cm。試驗(yàn),采用的水壓力為30~35MPa,氣壓力 0.6~0.8MPa,漿壓力0.3~0.5 MPa,水灰比為 1.1∶1;灌漿提升速度為6cm/min,旋轉(zhuǎn)速度為5r/min。成墻7d后對(duì)加固的樁體進(jìn)行開(kāi)挖檢查,結(jié)果見(jiàn)表2。

        根據(jù)兩種工藝性試驗(yàn)樁的檢查結(jié)果,最終選定旋噴樁的施工樁間距為100cm,施工水泥摻入量不小于13%,建議水灰比采用(1.10~1.30)∶1,其他各項(xiàng)施工參數(shù)均按工藝性試驗(yàn)樁的要求進(jìn)行施工。

        四、施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

        1.質(zhì)量控制重點(diǎn)

        本工程中高壓旋噴樁施工分兩步進(jìn)行,每步施工工序?yàn)殂@孔、下注漿管、旋轉(zhuǎn)噴射、提升、封孔、成墻。

        (1)鉆孔:鉆孔之前,按設(shè)計(jì)要求的防滲墻中心線放線定出孔位,放樣時(shí)控制鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不大于2.0cm。鉆孔時(shí),把鉆機(jī)移至孔位,對(duì)準(zhǔn)孔位,用水平尺調(diào)整機(jī)身水平,保持立軸垂直,墊穩(wěn)、墊平機(jī)架,經(jīng)反復(fù)測(cè)試和驗(yàn)證無(wú)誤后方可鉆孔,鉆孔所用鉆具直徑為Φ130mm。鉆孔過(guò)程中隨時(shí)觀察鉆機(jī)的工作狀況,可在鉆臺(tái)上懸掛一根鉛垂線,隨時(shí)觀測(cè)其鉆孔的傾斜情況,確保鉆孔的傾斜率不超過(guò)1%。

        (2)下灌漿管:下噴射管前進(jìn)行試噴,檢查機(jī)械及管路運(yùn)行情況后,將噴射管向下放到預(yù)定噴射高程處。

        (3)噴射灌漿:當(dāng)噴頭下放到設(shè)計(jì)預(yù)定的高程后,先按設(shè)計(jì)規(guī)定的施工參數(shù)進(jìn)行原位旋轉(zhuǎn)噴射不提升,待漿液返出孔口、情況正常后開(kāi)始提升旋轉(zhuǎn)噴射,提升速度6cm/min。噴射灌漿開(kāi)始后,質(zhì)量控制人員要時(shí)刻注意注漿過(guò)程中的水、氣、漿的流量和壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等工藝參數(shù)是否符合規(guī)定的要求。

        (4)封孔:灌漿結(jié)束后,利用水泥漿及時(shí)回填,直至孔口漿液不下降為止。

        表1 水泥土配合比試驗(yàn)

        表2 防滲墻工藝性試驗(yàn)墻體的檢查結(jié)果

        2.施工過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的處理

        (1)嚴(yán)格控制鉆孔孔位偏差和孔斜率,鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)孔位偏差和孔斜率較大時(shí),即用粘土將鉆孔段回填搗實(shí)后重新放樣定位再進(jìn)行鉆孔,以保證凝結(jié)體的有效連續(xù),形成封閉的墻體。

        (2)嚴(yán)把孔口冒漿關(guān),孔口冒漿不正常或不冒漿時(shí)不能提升,要及時(shí)查找原因,采取應(yīng)對(duì)措施。如壩身土體結(jié)構(gòu)松散段可降低提升速度或原地不提升灌漿,同時(shí)加大水泥漿液的濃度,直至孔口冒漿正常為止;如壩身中夾有碎(礫)石層,采用上述方法孔口仍不能冒漿或冒漿不正常時(shí),可采用在該段灌水泥粘土漿液或在水泥漿液中摻入水玻璃進(jìn)行處理,直至孔口冒漿正常后才能提升,恢復(fù)正常灌漿。

        (3)灌漿施工過(guò)程中,若因故中斷后恢復(fù)施工時(shí),對(duì)中斷孔段進(jìn)行復(fù)灌,搭接長(zhǎng)度一般在0.5~0.8m。

        五、高壓旋噴樁防滲墻的加固效果

        1.開(kāi)挖檢查

        高壓旋噴樁防滲墻施工完成后,在壩頂對(duì)防滲墻進(jìn)行開(kāi)挖檢查,檢查坑深2.0~2.5m,使防滲墻全部暴露,經(jīng)量測(cè)得出:高壓旋噴樁的有效影響半徑R=0.60~0.65m,墻體的搭接處厚度在50~70cm之間,墻體的整體連續(xù)性較好。

        2.鉆孔注水試驗(yàn)

        防滲墻施工完成28d后,在防滲墻上隨機(jī)選擇3處進(jìn)行鉆孔取芯,其芯樣采取率在樁頂以下0~10m內(nèi)達(dá)到83%,10m以下的采取率為67%,防滲墻自上而下連續(xù)、完整。利用鉆孔取芯后的鉆孔進(jìn)行注水試驗(yàn)得出:旋噴樁墻體的滲透系數(shù)在 2.26×10-7~7.63×10-7cm/s。

        3.水泥土芯樣的試驗(yàn)結(jié)果

        利用鉆孔抽檢墻體水泥土芯樣,在室內(nèi)進(jìn)行抗壓、滲透和滲透比降試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果為:無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu=2.36~4.52MPa,k20=5.36×10-8~3.28×10-7cm/s,滲透比降J>50

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