聶躍華(湖南德江監(jiān)理有限公司,湖南常德415000)
水工建筑基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)探析
聶躍華(湖南德江監(jiān)理有限公司,湖南常德415000)
改革開放以來,我國各行業(yè)的發(fā)展都經(jīng)歷了翻天覆地的變化,各種基建設(shè)施較以前不僅在數(shù)量上還是在技術(shù)難度上都有了巨大的飛躍。其中尤以水利建筑工程最為明顯,如三峽大壩等各種水利設(shè)施就是最好的體現(xiàn)。值得注意的是在這些水工建筑工程項(xiàng)目中,基礎(chǔ)施工是十分重要的,基礎(chǔ)施工的好壞是保證水工建筑穩(wěn)定的關(guān)鍵因素,同時(shí)基礎(chǔ)也是水工建筑主要的受力結(jié)構(gòu),所以其地位顯而易見。在水工建筑基礎(chǔ)施工中基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)運(yùn)用的是最為廣泛,該項(xiàng)技術(shù)對(duì)整個(gè)水利項(xiàng)目有著十分重要的意義。
建基礎(chǔ);灌漿技術(shù);施工技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)今社會(huì),科技水平不斷進(jìn)步,水利工程建設(shè)施工技術(shù)也有了很大的提高。人民生活質(zhì)量不斷提高,水資源的需求和利用率在不斷提高,使水利工程面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展前景。然而,由于我國水利工程施工技術(shù)研究起步較晚,因此,水工建筑施工技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距。因此,開發(fā)一套具有我國特色的、切實(shí)滿足水利工程建設(shè)需求與人民切身利益的工程施工技術(shù)方案,是亟待解決的問題。
隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國水利工程的建設(shè)技術(shù)和施工技術(shù)也有了翻天覆地的變化。水利建設(shè)是中國水利工程建設(shè)的重要形式之一。它不僅承擔(dān)著我國各省農(nóng)作物灌溉的任務(wù),而且在自然水資源的合理利用中也起著非常重要的作用。水利工程是保障農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工作,水利工程建筑采用液壓施工注漿,防洪大壩防滲技術(shù),為我國的農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。因此,在水利工程施工過程中的基礎(chǔ)施工和加固施工技術(shù),防滲措施是非常關(guān)鍵的,是保證水利工程施工質(zhì)量、性能和長期使用的基本內(nèi)容,對(duì)耐久性也是水利工程建筑的基本施工要求與標(biāo)準(zhǔn)。
某水庫為調(diào)蓄水庫,承擔(dān)著區(qū)域數(shù)10萬人口的供水任務(wù)。工程建于2000年,為碾壓式黃土均質(zhì)壩,原設(shè)計(jì)最大壩高31.25m,總庫容320萬m3,調(diào)節(jié)庫容270萬m3,屬小(一)型水庫。水庫由主壩和輸水建筑物兩部分組成。土壩為均質(zhì)土壩,頂寬 6.0m,壩長294m,前坡比為 1:2.5~1:3.0,后坡比為 1:2.0~1:2.5~1:2.75,壩頂 高程 1947.00m,正常蓄 水位1944.00m,設(shè)計(jì)洪水位1944.38m,校核洪水位1945.00m。建庫初期,由于投資限制,壩基防滲處理不徹底等多種原因,造成壩體兩側(cè)滲漏嚴(yán)重;放建筑物布置于左壩肩,由水塔、輸水洞組成,水塔高22.0m。輸水洞進(jìn)口高程1925.00m,長96m(1.2m×1.5m鋼筋混凝土矩形涵),原設(shè)計(jì)泄量為1.0m3/s,安裝1.2m×1.5m鑄鐵閘門及螺桿式啟閉機(jī)一套,工作橋長34.15m,為重力墩支承。
3.1建筑混凝土裂縫灌漿處理技術(shù)
在水利建筑工程中,混凝土裂縫灌漿技術(shù)主要包括以下兩種技術(shù):水泥漿和化學(xué)漿兩種技術(shù),通常情況下所采用的灌漿孔是化學(xué)法處理,大體積混凝土和裂縫灌漿常用水泥灌漿?;瘜W(xué)灌漿一般是由化學(xué)材料制成無粒徑漿進(jìn)行施工,這種特性使其具有較好的滲透性和擴(kuò)散性。
3.2高壓灌漿地基處理技術(shù)
在喀斯熔巖特地區(qū)的基礎(chǔ)施工中采用高壓水泥灌漿技術(shù),可以獲得較高的密度。高壓水泥灌漿的穩(wěn)定性和抗?jié)B性較好,水泥呈現(xiàn)出條狀對(duì)土壤內(nèi)部滲透,滲透到泥里,會(huì)形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這種特性使高壓注漿技術(shù)具有良好的抗劈裂縫的能力,在一定程度上增強(qiáng)了建筑地基的穩(wěn)定性。
3.3高壓旋噴灌漿地基處理技術(shù)
高壓噴射注漿主要是利用鉆管與特殊噴嘴注漿鉆孔到土壤中的預(yù)定位置,用高壓脈沖泵將水泥漿通過鉆桿在下部的噴射裝置,將周圍的射流轉(zhuǎn)化為土壤,用流體沖擊切割土壤,對(duì)噴流范圍內(nèi)的土壤進(jìn)行破壞。同時(shí)鉆桿端在一定轉(zhuǎn)速下,低速緩慢上升,土壤和水泥漿充分?jǐn)嚢韬突旌?,膠結(jié)硬化后在基礎(chǔ)上形成比較均勻的直徑,具有一定強(qiáng)度的筒狀旋噴注漿樁,從而使加固了水工建筑的地基。
圖1 高壓旋噴灌漿技術(shù)流程圖
3.4深巖溶基礎(chǔ)灌漿處理技術(shù)
深巖溶喀斯特是指深度超過50m的喀斯特地層,如果在施工地質(zhì)條件需要水力建設(shè),使用上述的高壓噴射灌漿技術(shù)不僅難度較大,且效果不顯著,有很多缺陷。因此,根據(jù)施工需要制定其他施工計(jì)劃。傳統(tǒng)的處理方法是非常有效的,并對(duì)周圍的土壤灌漿施工促使泥漿在深化過程中產(chǎn)生一定的垂直擠壓壓力,如果擠出壓力繼續(xù)增加,將加速喀斯特和泥漿之間的組合,并在很短的時(shí)間內(nèi)完成硬化,提高水工建筑施工的強(qiáng)度和抗?jié)B透能力。
3.5固結(jié)灌漿施工技術(shù)
這是為了鞏固水工建筑地基的基巖強(qiáng)度和統(tǒng)一性,降低透水性。在基巖地質(zhì)條件允許的情況下,在壩基和下游地區(qū)存在著較大的灌漿孔強(qiáng)度位置的布局,而在基礎(chǔ)不允許水位的水平更大,則要進(jìn)行充分和完全灌漿,也包含在壩基周邊環(huán)境區(qū)域進(jìn)行固結(jié)灌漿。注漿孔的深度一般為5~8m,在水深可達(dá)15~40m,網(wǎng)格孔交錯(cuò)的平面。一般情況下,采用群孔灌和群孔注漿法。固結(jié)灌漿在大壩厚度和間隙中的應(yīng)用,這種情況可以防止基巖面漿體的出現(xiàn)和注漿壓力很強(qiáng),從而建筑提高灌漿效果,同時(shí)需要綜合考慮基巖和大壩,固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查應(yīng)通過測量巖體波速和靜態(tài)彈性模量法進(jìn)行檢測。巖體速度或靜態(tài)彈性模量的改善程度應(yīng)符合建筑施工設(shè)計(jì)要求。固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查也可采用單點(diǎn)壓水試驗(yàn)法,檢查孔數(shù)不應(yīng)小于孔灌總數(shù)的5%。
3.6其他地基灌漿施工技術(shù)
①限流灌漿技術(shù)。水泥漿的噴射率受限制,控制在10~15L/min,使?jié){液的流量下降,然后迅速沉積。這種限制保持在一定的時(shí)間內(nèi),注射速率將大大減少,在這個(gè)時(shí)候,以提高注射壓力,使注射速率回到原來的水平,一直保持到結(jié)束的灌漿工作。這種施工工藝可以有效地降低水泥漿的吸收。②降壓處理技術(shù)。在灌漿過程中降低壓力或任由漿液流動(dòng),直到漿料固化,停止再流動(dòng),然后逐步增加壓力灌漿,進(jìn)行正常的基礎(chǔ)灌漿施工。③多次灌漿技術(shù)。該技術(shù)方法,也被稱為間歇式灌漿,需要制定具體的標(biāo)準(zhǔn)灌漿的數(shù)量或時(shí)間,一旦標(biāo)準(zhǔn)將暫停一段時(shí)間后灌漿繼續(xù)。制定具體的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)結(jié)合工程要求、工程地質(zhì)、注漿等綜合因素,通常控制在2~8h之間。
4.1選擇合適的膜袋灌漿處理技術(shù)
這種灌漿技術(shù)選擇的薄膜袋的耐磨性很好,薄膜袋的材料主要是聚丙烯和尼龍的混合物。這種膜袋內(nèi)的水泥砂漿可以很好的排出水,使水泥砂漿的含水量迅速降低,可以迅速干燥。這種外膜袋可以很好的保存集料,起到很好的阻隔效果。
4.2填充材料的處理技術(shù)
一般來說,對(duì)于正常的灌漿施工,灌漿料級(jí)配的水泥和粗礫。在使用前,應(yīng)注意的礫石尺寸的選擇是否滿足設(shè)計(jì)要求。如果使用普通水泥和砂不能達(dá)到預(yù)期的效果,則要在該混合物中加入適量的添加劑,例如,有一定的厚度急于填充水泥。在這些成分中,混合的沙子和礫石。因此,在使用這些成分進(jìn)行建設(shè),可以實(shí)現(xiàn)在自然狀態(tài)的反過濾器。在實(shí)際應(yīng)用過程中,材料比應(yīng)作為柔性和粒狀材料,可以為建筑局部空隙填充,而形成的反濾層不僅可以提高建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,也可以起到一定的抗侵徹與滲透作用,從而實(shí)現(xiàn)較好的水工建筑灌漿效果。
綜上所述,水利工程建筑施工對(duì)基礎(chǔ)施工技術(shù)要求都很嚴(yán)格,通常情況下建筑都是建立在河道內(nèi),建筑的整體穩(wěn)定性和抗滑能力是保證水利工程施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。與此同時(shí),水工建筑物的抗?jié)B性能是檢驗(yàn)建筑工程整體質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn),也是水工建筑物結(jié)構(gòu)安全的基本保證。在實(shí)際的水利建筑基礎(chǔ)施工中,還需要結(jié)合水利工程建設(shè)的實(shí)際情況,靈活運(yùn)用不同的灌漿技術(shù),力求最大發(fā)揮各種注漿施工技術(shù)的效益,切實(shí)保障水利建筑基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和性能。
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2095-2066(2016)26-0087-02
2016-5-21
聶躍華(1965-),男,工程師,大專,主要從事水利工程工作。