摘要:穿堤建筑物作為水利工程基礎(chǔ)建設(shè)中的重要組成部分,其在控制水流,防治水害及開(kāi)發(fā)利用水資源方面發(fā)揮著十分重要的作用。然而由于穿堤建筑物在水流的作用下,極容易出現(xiàn)滲漏和滑動(dòng)等險(xiǎn)情,嚴(yán)重的制約了水利工程的功能的正常發(fā)揮。甚至還可能導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的人們生命財(cái)產(chǎn)損失?;诖?,筆者結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)探討了穿堤建筑物的防滲加固技術(shù),以期作為參考。
關(guān)鍵詞:穿堤建筑物;防滲加固;技術(shù)
穿堤建筑物的主要目的在于控制水流,防治水害,開(kāi)發(fā)和利用水資源方面。穿堤建筑物一般指的是在堤防上修建的分洪閘、引(退)水閘、灌排站、虹吸及其他管道建筑物等。在水流的作用之下,穿堤建筑自身和建筑物與堤防土石的結(jié)合部位,極為容易出現(xiàn)管涌、流土、接觸沖刷、滑動(dòng)、傾覆及滲漏等問(wèn)題,嚴(yán)重的影響到了水利工程的運(yùn)行安全和運(yùn)行功能。因此研究穿堤建筑物防滲加固技術(shù)十分必要。
一、穿堤建筑物滲透破壞的主要形式
在堤防工程中,滲透破壞是一種較為普遍的現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)資料顯示,因滲透破壞所導(dǎo)致的堤防險(xiǎn)情總數(shù)大約占70%以上。我們知道,只要堤防的臨水側(cè)和背水側(cè)存在一定的水頭差,在堤基或者堤身就容易出現(xiàn)滲流問(wèn)題。在汛期的時(shí)候,由于臨水側(cè)的水位不斷的升高,導(dǎo)致堤身內(nèi)部的浸潤(rùn)線也不斷形成且隨之增高,堤基和堤身內(nèi)部的土體的滲透比也隨之增加。當(dāng)滲流所產(chǎn)生嗯嗯滲透比J要大于土體的臨界滲透比Jc的時(shí)候,土體將發(fā)生滲透破壞現(xiàn)象。滲透破壞最常見(jiàn)的形式為管涌、漏洞、散浸及接觸沖刷等。其中接觸沖刷主要是滲流沿著兩種不同土層面或者是土與其他介質(zhì),例如混凝土接觸面滲透所發(fā)生的破壞現(xiàn)象。穿堤建筑物的接觸沖刷往往造成的危害較為嚴(yán)重,因此必須引起足夠的重視。
二、穿堤建筑物產(chǎn)生接觸流土破壞的原因
穿堤建筑物所發(fā)生的滲流破壞多數(shù)多事沿著基土或者是側(cè)向、頂部填土和建筑物接觸面產(chǎn)生的。接觸沖刷一般起初都發(fā)生在填土和建筑物接觸的部位。首先是接觸部位的顆粒從滲流的出口出被帶走,從而產(chǎn)生滲流的通道,進(jìn)而引起建筑物出現(xiàn)沉陷和扭曲等現(xiàn)象,直到發(fā)生破壞及堤防潰決事故。一般而言,建筑物的側(cè)向、頂部或者是底部沿著接觸面的滲流比降是依據(jù)直線比例法所確定。一旦底部或者是側(cè)向、頂部輪廓線的長(zhǎng)度一定,作用的水位差一定,則其平均滲流比降也是一個(gè)固定的值。土和建筑物接觸面的允許抗?jié)B比降則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于內(nèi)部所允許比降值,這就極為容易誘發(fā)接觸沖刷事故。穿堤建筑物設(shè)計(jì)中盡管按允許比降選取滲徑系數(shù)C= L/△H控制了輪廓線長(zhǎng)度L,但因?yàn)橄旅娴脑?,?dǎo)致以上的條件無(wú)法滿足。第一,無(wú)法確保滲徑的尺寸合乎建筑體的下沉和建設(shè)規(guī)定,建筑體和水流一致的區(qū)域要布局下沉縫隙。在其中要設(shè)置止水的裝置,避免出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。如果止水的設(shè)備不反應(yīng)的話,就會(huì)導(dǎo)致上述的尺寸變短,此時(shí)滲流比就會(huì)變高。其會(huì)大于設(shè)定的比例,就容易發(fā)生問(wèn)題;第二,和建筑體連接的區(qū)域的土沒(méi)有做好同填活動(dòng),其抗?jié)B性無(wú)法確保,很多建筑都是使用機(jī)械化的模式來(lái)開(kāi)展工作,大型機(jī)械上土,及排水下游的壩后護(hù)坦邊坡上增設(shè)部分長(zhǎng)排水孔,孔徑160mm,孔距5m,傾向坡外朝下,傾角10°,長(zhǎng)度50m以上,并在穿過(guò)斷層等地質(zhì)不良區(qū)域時(shí)設(shè)反濾保護(hù)措施;第三,不穩(wěn)定巖體開(kāi)挖和支護(hù)措施邊坡及開(kāi)挖清理結(jié)合地形地勢(shì)進(jìn)行,對(duì)分布高程在兩岸壩肩及壩頂開(kāi)挖范圍之內(nèi)的不穩(wěn)定體,為了確保建設(shè)項(xiàng)目的穩(wěn)定,要對(duì)其認(rèn)真地清除。要認(rèn)真的維護(hù)邊坡,設(shè)置支護(hù)體系。
三、穿堤建筑物常用的防滲加固措施
為了確保建筑體具有滲漏的穩(wěn)定性特征,不會(huì)出現(xiàn)不利現(xiàn)象,一般需要設(shè)計(jì)和建設(shè)方等認(rèn)真地協(xié)調(diào),要聯(lián)系好,要確保其合乎建筑替代防洪等的規(guī)定。開(kāi)展好相應(yīng)的防滲活動(dòng),關(guān)鍵是降低滲透比,替身抗?jié)B的強(qiáng)度。首先,要確保其具有合理的滲徑,在考慮增加滲徑長(zhǎng)度時(shí),采取一些工程措施,減少滲流比降J=△H/L,同時(shí)保證滲徑長(zhǎng)度L的有效性。此外,提高抗?jié)B性能的主要施工措施還有以下幾種:
(一)積極地處理地基,避免出現(xiàn)不合理的下沉現(xiàn)象
穿堤建筑物的基礎(chǔ)一般都采取的深層攪拌樁進(jìn)行地基的加固處理,用以提高基礎(chǔ)的承載能力和增加其抗?jié)B性能。深層攪拌法主要是采用水泥作為固化劑,采用特別的深層攪拌機(jī)械,在地基的深處將軟土和水泥進(jìn)行強(qiáng)制攪拌,從而促使水泥和軟土之間產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng),改變軟土的性質(zhì),從而促使軟土的強(qiáng)度大大增強(qiáng),壓縮性和滲水性降低。深層攪拌樁運(yùn)用固化劑和軟土發(fā)生一系列的反應(yīng)后,凝結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)性好及強(qiáng)度高的水泥固化體,和天然地基形成一種復(fù)合地基,能夠有效提升地基強(qiáng)度,降低建筑因?yàn)橄鲁炼鴮?dǎo)致的不良現(xiàn)象。
(二)提升止水的品質(zhì),避免其不反應(yīng)
止水功效的優(yōu)劣關(guān)乎到建筑的安穩(wěn),尤其是地基是砂土的時(shí)候。假如接縫的區(qū)域存在滲漏現(xiàn)象的話,水就會(huì)將其中的較細(xì)小的砂沖走,此時(shí)就容易導(dǎo)致建筑出現(xiàn)下沉現(xiàn)象,進(jìn)而發(fā)生塌陷等問(wèn)題。而止水的成就優(yōu)劣,關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)和建設(shè)活動(dòng),它們的關(guān)系是,如果止水縫非常的合理,或者是使用一些便于建設(shè)的物質(zhì)的話,那么其就具有非常良好的止水意義。假如布置的非常繁瑣,而且使用那些不容易建設(shè)的材料的話,其就會(huì)導(dǎo)致止水的效果不是很好。因此,相關(guān)的設(shè)計(jì)以及使用的物質(zhì)的優(yōu)劣性,關(guān)乎到其止水的意義的優(yōu)劣。一般來(lái)講,要確保材料具有如下的一些特征,即止水意義非常好,而且和混凝土能有效地粘合,此外,還要有優(yōu)秀的延展性特征,能夠確保其在出現(xiàn)位移的時(shí)候,不會(huì)存在破裂等現(xiàn)象。
(三)按規(guī)范同填壓實(shí),達(dá)到同填壓實(shí)度要求
穿堤建筑物接觸面的同填土采用人工夯實(shí)的方法,建筑物周邊同填土方,宜在建筑物強(qiáng)度分別達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%-70%的情況下施工;填土前應(yīng)清除建筑物表而的乳皮、粉塵及油污等;對(duì)表而的外露鐵件(如模板對(duì)銷(xiāo)螺栓等)宜割除,必要時(shí)對(duì)鐵件殘余露頭需用水泥砂漿覆蓋保護(hù);填筑時(shí)須先將建筑物表而濕潤(rùn),邊涂泥漿、邊鋪土、邊夯實(shí);涂漿高度應(yīng)與鋪土厚度一致,涂層厚宜為3mm-5mm,并應(yīng)與下部涂層銜接;不允許泥漿干固后再鋪土和夯實(shí),制備泥漿應(yīng)采用塑性指數(shù)IP>17的黏土,泥漿的濃度可用1:2.5一 1:3.0建筑物兩側(cè)填土,應(yīng)保持均衡上升;貼邊填筑宜用夯具夯實(shí),鋪土層厚度宜為15cm-20cm。在場(chǎng)地之中開(kāi)展土工的測(cè)試,分析壓實(shí)性等是不是合乎規(guī)定。
(四)采用灌漿加固方法,提高堤身防滲能力
灌漿技術(shù)是利用壓力將能固結(jié)的漿液通過(guò)鉆孔注入巖土孔隙或建筑物的裂隙中,是其物理力學(xué)性能改善的一種方法。灌漿加固工藝灌漿孔的布設(shè)。加固灌漿孔的布設(shè)常用方格形、梅花形和六角形。方格形的優(yōu)點(diǎn)是便于補(bǔ)加灌漿孔,在復(fù)雜的地區(qū)宜采用這種方法,而梅花形和六角形布孔的主要缺點(diǎn)是不便于補(bǔ)加灌漿孔,預(yù)計(jì)灌漿后不需補(bǔ)加孔的地基多采用這種形式。灌漿施工技術(shù)要點(diǎn):采用“圍、擠、壓”的原則,也就是說(shuō)把灌漿區(qū)域圍起來(lái),然后在中心區(qū)域插孔,進(jìn)而依次的對(duì)其壓實(shí),這樣能夠確保灌漿的品質(zhì)優(yōu)秀。一般是使用分序灌漿的措施,當(dāng)情況允許的話,最好是使用較高的壓力,在其初始時(shí)期,使用較稀的漿液,然后依次對(duì)其添加。
綜上所述,穿堤建筑物受到水流的影響,極為容易出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。因此針對(duì)穿堤建筑物,最好采取深層次的拌合,注重提升止水的品質(zhì)。并結(jié)合工程的具體情況,做好回填處理工作,針對(duì)滲漏問(wèn)題,應(yīng)采取灌漿加固施工技術(shù),具體采用何種灌漿加固技術(shù),應(yīng)結(jié)合工程的具體情況,綜合分析,選取經(jīng)濟(jì)成本較低,且止漏堵水效果最佳的灌漿加固施工技術(shù),確保穿堤建筑物的穩(wěn)固性和安全性,最終實(shí)現(xiàn)其在水利工程中的積極作用。
參考文獻(xiàn):
[1]王東海.壓密注漿法在水利工程地基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑,2007,33
[2]丁美松.加糙陡坡技術(shù)在穿堤建筑物中的應(yīng)用[J].江淮水利科技,2009,05
[3]章國(guó)珍,黃淑芳.中小型穿堤建筑物基礎(chǔ)處理方法[J].江西水利科技,2009,04