摘要:采用劈裂灌漿技術(shù)加固土堤防工程質(zhì)量管理的關(guān)鍵在于控制好灌漿施工的各個(gè)環(huán)節(jié),特剮是漿液控制、時(shí)間間隔和灌漿量控制、灌漿壓力控制等灌漿綜合控制環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞:劈裂灌漿 質(zhì)量 綜合控制
中圖分類號(hào):TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)01(b)-0152-01
在大型堤防工程中,堤身土料多為粘土、壤土及砂壤土,在經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行后,特別是經(jīng)受過(guò)洪水浸泡的大堤,堤身往往多處出現(xiàn)塌陷、管涌、貫通裂縫等重大險(xiǎn)情。為了增加大堤的抗?jié)B性,保證堤身安全,對(duì)于堤身裂縫,查明裂縫類型并進(jìn)行處理。對(duì)不太深的表層裂縫可采用開(kāi)挖回填的辦法處理,對(duì)較深的內(nèi)部裂縫則可采用重力灌漿、壓力灌漿或劈裂灌漿法處置。
劈裂灌漿利用最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的規(guī)律,根據(jù)土體水力劈裂的原理,順堤向布孔,在灌漿壓力下以適宜的泥漿液為能量載體,有控制地劈裂堤身,將與漿脈連通的所有裂縫、空洞、空隙等隱患用泥漿充填密實(shí),同時(shí)漿壓將筑堤土壓密,最終在堤內(nèi)順堤向形成密實(shí)、垂直、連續(xù)、有一定厚度的漿液防滲固結(jié)體,從而達(dá)到防滲加固的目的。灌漿的漿液可采用粘土或黃土、泥漿。
劈裂式灌漿技術(shù)在土壩壩體除險(xiǎn)加固中具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn),投資小、見(jiàn)效快,已被廣泛地應(yīng)用。在具體操作中還應(yīng)注意施工過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的控制,保證灌漿的質(zhì)量,才能達(dá)到預(yù)期的效果。
現(xiàn)就我局管理的橫山水庫(kù)除險(xiǎn)加固劈裂灌漿工程、太湖大堤竺山圩劈裂灌漿等工程施工中,總結(jié)一些該項(xiàng)技術(shù)施工質(zhì)量控制體會(huì)。
1 灌漿施工準(zhǔn)備
由于灌漿需要24h不間斷施工,為保證工程進(jìn)度與質(zhì)量,施工前必須做好施工準(zhǔn)備,首先,灌漿機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行全面檢修,保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。第二,選擇符合要求的土料場(chǎng),由于灌漿孔吃漿量的不確定性,所選擇的料場(chǎng)土料必須充足。第三,選好水源及送水車輛。
2 布孔與鉆孔
鉆孔之前,先根據(jù)設(shè)計(jì)要求布好孔位造孔應(yīng)保證垂直,傾斜度不得大于2%。
3 安放護(hù)壁管
所謂劈裂式,即在套管頂部加回漿管當(dāng)孔口壓力過(guò)高時(shí),從回漿管回漿,以加快漿液的流動(dòng)性,減少和避免固形物在灌漿管中沉淀。灌漿流程如下(如圖1)。
漿液由泥漿泵通過(guò)注漿管壓入孔內(nèi),排氣完畢后,關(guān)閉閥門,向孔內(nèi)注漿直至大堤劈裂冒漿。
護(hù)壁管的作用是使堤頂不致過(guò)早劈裂,保證灌漿效果。護(hù)壁管可采用DN100的無(wú)縫鋼管,長(zhǎng)比設(shè)計(jì)孔深淺50cm。下管方法:懸吊起護(hù)壁管放入孔內(nèi),上管口在離地1.0m時(shí)用布纏繞護(hù)壁管,徐徐落下;在離地0.3m時(shí),再用布條二次封堵孔口并填土夯實(shí),防止?jié){液從孔口冒漿。上述封孔方法在施工中效果較好。
4 灌漿控制
因大堤下部情況較復(fù)雜,有的為拋石基礎(chǔ),內(nèi)部存在架空現(xiàn)象,有的土質(zhì)較好,因此根據(jù)實(shí)際情況,在灌漿過(guò)程中,采用不同的灌漿壓力、時(shí)間、稠度以充填內(nèi)部空隙即對(duì)灌漿進(jìn)行綜合控制。灌漿綜合控制是保證灌漿期間堤身安全和灌漿質(zhì)量的重要措施,灌漿綜合控制包括:漿液控制,灌漿量控制,灌漿壓力控制,橫向水平位移控制,裂縫開(kāi)展寬度控制。灌漿綜合控制施行于灌漿過(guò)程的始終。
4.1 泥漿比重的控制
制漿通常采用機(jī)械拌制,水與干土重量比為1:1~1:1.6。灌漿過(guò)程中根據(jù)吃漿量的大小變化,調(diào)節(jié)泥漿比重,吃漿量大時(shí)濃些,反之稀些。每孔初灌時(shí),為打開(kāi)漿路,采用比重為1.53~1.55g/cm3的稀泥漿,隨后逐漸增大泥漿稠度,一般控制在1.64~1.66g/cm3之間,封孔泥漿比重控制在1.70~1.74g/cm3之間,泥漿比重采用比重計(jì)測(cè)量。
4.2 時(shí)間間隔
初灌與第一次復(fù)灌的時(shí)間間隔通常為15h,復(fù)灌1~2、2~3等以后的復(fù)灌間隔時(shí)間則為30h。
4.3 灌漿壓力
灌漿壓力是保證灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵,壓力過(guò)大會(huì)對(duì)大堤的穩(wěn)定不利,過(guò)低則會(huì)降低灌漿效果,達(dá)不到預(yù)期目的,設(shè)計(jì)雖有灌漿壓力要求,但在施工時(shí),不應(yīng)把它作為控制性指標(biāo),而是以大堤劈裂冒漿為原則。灌漿時(shí)壓力由小逐漸加大,達(dá)到起劈壓力時(shí)持續(xù)灌漿5分鐘,如仍不出現(xiàn)劈裂,加大注漿壓力,直至堤頂劈裂。裂縫出現(xiàn)后,為了延長(zhǎng)劈裂時(shí)間,適當(dāng)減少注漿量(減少20%~30%),繼續(xù)升壓,直至劈裂冒漿。
4.4 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
灌漿采用初灌一次,復(fù)灌兩次。如果復(fù)灌2的吃漿量大于總吃漿量的15%,則應(yīng)進(jìn)行第三次復(fù)灌、第四次復(fù)灌……直至最后一次的吃漿量小于總吃漿量的15%為止。
4.5 封孔
終灌結(jié)束后在孔內(nèi)注滿容重大于1.6g/cm3泥漿,漿面下沉后再灌,直至漿面不再下沉為止,施工中一般注入3~5次。
4.6 觀測(cè)記錄
灌漿過(guò)程中,應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄工作,動(dòng)態(tài)觀測(cè)灌漿過(guò)程中的各種變化,如劈裂縫的寬度、長(zhǎng)度、方向的變化、地基的鼓起范圍和高程、堤坡局部平面位移、各孔吃漿量等,以備查詢,確保堤體的安全。
5 灌漿效果檢測(cè)
灌漿結(jié)束后,隨機(jī)挖深3.0m、長(zhǎng)3.0m、寬1.5m的深坑若干個(gè),檢查深坑中劈裂縫是否由灌漿孔底部貫通到了堤頂、裂縫最寬厚度、漿脈是否清晰、漿液固結(jié)體密實(shí)度。距漿脈10cm、30cm處各取5組土樣進(jìn)行檢測(cè),10cm組的干容重與30cm組的干容重差異,以確定灌漿效果是否明顯,灌漿施工是否能達(dá)到了堤防防滲加固的目的。
6 結(jié)語(yǔ)
橫山水庫(kù)除險(xiǎn)加固劈裂灌漿、太湖大堤竺山圩劈裂灌漿工程施工檢測(cè)數(shù)據(jù)和竣工后實(shí)際運(yùn)行觀測(cè)結(jié)果,均表明劈裂灌漿質(zhì)量控制良好,堤壩防滲效果可靠,達(dá)到了除險(xiǎn)加固的目的。這說(shuō)明只要在控制好灌漿施工的各個(gè)環(huán)節(jié),特別是灌漿綜合控制,就能夠保證灌漿的質(zhì)量,從而確保工程質(zhì)量處于受控狀