吳曉翔，臧振濤，陳振華

(1.浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全管理中心，浙江 杭州 310012；2.浙江灣北工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，浙江 嘉興 314300；3.浙江省錢塘江管理局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310020)

采用水泥等漿體對(duì)混凝土襯砌的背面或周邊的空隙及孔洞進(jìn)行灌漿，以加固土體、回填空隙、增強(qiáng)受力、防治滲漏等的方法被稱為回填灌漿[1]。我國(guó)沿海采用混凝土建造的擋潮閘較早出現(xiàn)于20世紀(jì)30～40年代，如西江閘[2]、新金清閘等。由于受當(dāng)時(shí)工程技術(shù)、機(jī)械設(shè)備、治水導(dǎo)流、地質(zhì)條件等方面的制約，當(dāng)水閘地基為淤泥質(zhì)土等軟土地基時(shí)，閘基往往僅采用松木樁進(jìn)行地基處理，并為了更好地進(jìn)行澆筑底板，往往在地板下部設(shè)一定厚度的“泥結(jié)石”，但在長(zhǎng)期潮流的作用下，由于“泥結(jié)石”形成透水層等原因，閘底板會(huì)產(chǎn)生裂縫、脫空、變形縫失效以及承載力不足等隱患[3-4]。為了確保工程安全運(yùn)行、保護(hù)好中國(guó)近現(xiàn)代水閘的歷史面貌，需對(duì)其進(jìn)行加固處理，其中就包括針對(duì)閘底板脫空區(qū)進(jìn)行的軟基回填灌漿加固。

考慮到閘底板回填灌漿是在軟基上進(jìn)行，由于軟基具有含水量高、可塑性大等因素，常規(guī)的回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)方法難以滿足施工質(zhì)量控制及評(píng)定要求，為此，結(jié)合工程需求以及相關(guān)強(qiáng)制性規(guī)范要求，通過(guò)編制閘底板軟基回填灌漿的技術(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)專家論證、報(bào)批后予以應(yīng)用，為工程施工及質(zhì)量管控提供依據(jù)。

1 水閘軟基回填灌漿的主要特點(diǎn)及技術(shù)要求

1.1 主要特點(diǎn)

新金清閘建成于1934年(民國(guó)二十三年)，共22孔，設(shè)計(jì)流量707m3/s，閘基為淤泥質(zhì)粘土，閘墩采用松木樁進(jìn)行地基處理。2013年，新金清閘被列入溫嶺市市級(jí)文物保護(hù)單位。根據(jù)2017年，新金清閘隱患探查顯示，在1～3#、22#閘室底板已有裂縫或貫穿性裂縫，閘底板下部脫空為2～40cm等隱患[5]。2019年開展對(duì)閘底板隱患進(jìn)行加固，其中包括針對(duì)脫空區(qū)進(jìn)行回填灌漿加固，根據(jù)新金清閘閘底板隱患情況及受力分析等，其軟基回填灌漿的主要特點(diǎn)為：

(1)閘底板下部為淤泥質(zhì)粘土，壓縮性大、可塑性強(qiáng)，常規(guī)回填灌漿方案難以達(dá)到回填密實(shí)的效果。

(2)原始地質(zhì)條件復(fù)雜，除了存在脫空區(qū)、浮泥、淤泥之外，還有原鋪墊在閘底板底面的“四六片塊石”墊層，該墊層部分已在當(dāng)初閘底板澆筑時(shí)與下滲的水泥漿膠結(jié)在一起，部分作為松散體散落至脫空區(qū)下部或陷于浮泥、淤泥或建閘之初的原始土層“淤泥質(zhì)粘土”之中。

(3)回填灌漿體并不一定形成一個(gè)完整的、均勻的灌漿結(jié)構(gòu)層，可能與閘底板下原“四六片塊石”、淤泥、淤泥質(zhì)粘土混合，可能灌漿體與“四六片塊石”、淤泥、淤泥質(zhì)粘土或固化后的土體相互間隔存在。

(4)涉及文物建筑且原閘底板布置了較密的鋼筋(間距15cm)，檢測(cè)施工時(shí)應(yīng)盡可能減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷。

(5)設(shè)計(jì)采用檢修閘門下閘后，干室回填灌漿，鉆孔孔徑6cm，孔深至原底板下墊層20cm，灌漿壓力暫定0.15MPa。

1.2 技術(shù)要求

(1)考慮到水閘為文物保護(hù)單位及閘底板鋼筋布置間距，通過(guò)內(nèi)部會(huì)議討論，結(jié)合SL/T 62—2020《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求，為了減少對(duì)文物的損傷，確定灌漿孔孔徑為4cm，孔深至底板墊層下0.3m。

(2)在有關(guān)回填灌漿的常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)方法中，“探地雷達(dá)法”、“超聲波法”等物探方法因難以界定區(qū)分介質(zhì)參數(shù)相差不大的受地下水影響的淤泥質(zhì)土層、淤泥土層、受注漿影響過(guò)渡土層而不適合類似閘底板脫空區(qū)灌漿的質(zhì)量檢測(cè)，“靜載試驗(yàn)法”在新金清閘沒有作業(yè)條件，“靜力觸探法”因試驗(yàn)設(shè)備體積相對(duì)較大、遇硬質(zhì)漿體時(shí)貫入困難等原因不適用于類似新金清閘閘底板這樣的場(chǎng)地窄小且存在“四六片塊石墊層”部位的檢測(cè)，因此選擇采用鉆芯法進(jìn)行檢測(cè)。

(3)考慮到軟基特性，閘底板軟基回填灌漿采用3次以上灌漿方案，每次灌漿前灌漿孔應(yīng)鉆穿4片石墊層或已灌漿體。

(4)結(jié)合《閘底板脫空區(qū)回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)研究》成果，本工程閘底板脫空區(qū)回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)采用以微創(chuàng)可視鉆芯法判定為主，輔以孔內(nèi)滲水上升速率≤6.5cm/min的檢測(cè)方法。

(5)分別在在3#、11#、19#、22#孔閘室底板上下游2端各布置1個(gè)滲流監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用埋入式振弦式滲壓計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，以了解防滲墻的實(shí)際防滲效果。

2 軟基回填灌漿可供參考的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

目前，水利行業(yè)SL 176—2007《水利水電工程質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》、SL 633—2012《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)——地基處理與基礎(chǔ)工程》等規(guī)范規(guī)程尚無(wú)明確軟基回填灌漿工程質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)定的方法、標(biāo)準(zhǔn)。水利行業(yè)類似規(guī)范中可供借鑒的內(nèi)容主要有：

(1)SL/T 62—2020第三章對(duì)回填灌漿的灌漿材料、設(shè)備和制漿進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，在第7.2節(jié)中，對(duì)隧洞回填灌漿施工過(guò)程及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定；第7.6節(jié)中提出質(zhì)量檢測(cè)方法可采用檢查孔注漿試驗(yàn)或取芯檢查。

(2)SL 564—2014《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》提出了有關(guān)均質(zhì)土壩、土質(zhì)心墻壩、土堤及其淺層軟土地基的灌漿。灌漿材料主要是粉質(zhì)黏土、黏土、水泥粘土漿液，灌漿的相關(guān)要求也進(jìn)行了規(guī)定。

(3)JGJ 123 2012《既有建筑地基加固處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中的注漿加固主要適用于砂土、粉土、黏性土和人工填土等地基加固。在第11.7節(jié)注漿加固中，對(duì)注漿加固實(shí)施過(guò)程及質(zhì)量檢測(cè)等給出了規(guī)范要求。

(4)SL 734—2016《水利工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》第4.1.1節(jié)中提出地基處理“檢測(cè)項(xiàng)目宜包括壓實(shí)度、滲透系數(shù)……”；第4.2.3節(jié)第2條提出相關(guān)檢測(cè)方法；第4.2.3節(jié)第3條規(guī)定對(duì)于非常規(guī)情況下的質(zhì)量檢測(cè)，可采用鉆孔電視技術(shù)或其他檢測(cè)方法。

(5)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL 564—2014《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》第6.3.3條規(guī)定及第6.3.4條規(guī)定回填灌漿質(zhì)量可采用鉆芯、開挖等檢測(cè)方法并分析實(shí)施過(guò)程、資料記錄、監(jiān)測(cè)等進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 軟基回填灌漿施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

參考已有的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，對(duì)在軟基上采用回填灌漿的加固方案，通過(guò)開展《閘底板脫空區(qū)回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)研究》、《新金清閘水下加固工程施工質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建及評(píng)價(jià)》專題研究，主要成果如下。

3.1 主要技術(shù)指標(biāo)

(1)注漿后，底板下部結(jié)構(gòu)過(guò)渡段密實(shí)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)根據(jù)閘底板下部隱患及加固目的，回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)方法選擇為微創(chuàng)可視鉆芯法，要求芯樣應(yīng)有一定強(qiáng)度、連續(xù)且密實(shí)。

(3)滲透性檢測(cè)采用“孔內(nèi)滲水上升速率”進(jìn)行控制。

3.2 檢測(cè)內(nèi)容及方法

3.2.1檢測(cè)內(nèi)容

結(jié)合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)等要求，質(zhì)量檢測(cè)包括：原材料檢查、施工過(guò)程檢查、完工檢查。其中：

(1)原材料檢查應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及國(guó)家或行業(yè)規(guī)范規(guī)定。

(2)施工過(guò)程中，鉆孔深度、孔徑、孔位偏差、孔序、灌漿壓力、灌漿水灰比、灌漿孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)、施工記錄等應(yīng)符合設(shè)計(jì)及國(guó)家或行業(yè)規(guī)定。

(3)回填灌漿完成后，其質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容為底板下部區(qū)域的密實(shí)性、完整性以及孔內(nèi)滲水上升速率。

3.2.2檢測(cè)方法

(1)鉆孔檢測(cè)。在回填灌漿完成28天后，在每一閘室內(nèi)隨機(jī)布設(shè)檢查點(diǎn)進(jìn)行鉆孔檢測(cè)，通過(guò)微創(chuàng)可視鉆芯法及孔內(nèi)滲水上升速率，對(duì)芯樣進(jìn)行連續(xù)性、密實(shí)性、強(qiáng)度、孔內(nèi)滲水上升速率等進(jìn)行測(cè)量級(jí)描述，綜合判定回填灌漿是否滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)注水試驗(yàn)。針對(duì)采用三次以上灌漿的閘室段，當(dāng)回填灌漿質(zhì)量尚存疑慮時(shí)，可結(jié)合檢測(cè)孔開展注水試驗(yàn)，分析其滲透性，該方法僅作為配合“微創(chuàng)可視鉆芯法檢測(cè)技術(shù)”使用，不能單獨(dú)作為判斷回填灌漿質(zhì)量的依據(jù)。

(3)安全監(jiān)測(cè)分析。利用已埋設(shè)于閘底板下部的滲壓計(jì)，分析其在上下游水位差下的變化，綜合分析回填灌漿后，基礎(chǔ)的防滲效果。

(4)資料分析。檢查施工過(guò)程中灌漿記錄資料，分析灌漿次數(shù)與灌漿量規(guī)律，綜合分析回填灌漿質(zhì)量。

3.3 檢測(cè)成果要求

3.3.1芯樣檢測(cè)要求

芯樣要連續(xù)、無(wú)空隙，且芯樣材料應(yīng)符合以下條件之一：

(1)基本為存在水泥漿體且芯樣基本完整、有一定強(qiáng)度的過(guò)渡土層。

(2)雖無(wú)水泥漿體但存在芯樣基本完整、有一定強(qiáng)度的過(guò)渡土層。

(3)雖無(wú)水泥漿體但下部為芯樣勉強(qiáng)成形的淤泥質(zhì)土，芯樣內(nèi)無(wú)夾雜“浮泥”，芯樣具有一定的強(qiáng)度。

3.3.2滲透性檢測(cè)要求

檢測(cè)5min內(nèi)孔內(nèi)上升速率，以平均滲水上升速率不大于6.0cm/min為合格要求。當(dāng)選擇采用現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合SL 345—2007《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》要求進(jìn)行，以原位滲透系數(shù)不大于5.95×10-4cm/s為合格要求。

3.4 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合SL 633—2012相關(guān)要求以及軟基回填灌漿質(zhì)量控制及檢測(cè)方法，其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定：

(1)對(duì)回填灌漿所需的原材料進(jìn)行檢測(cè)，其相關(guān)質(zhì)量應(yīng)全部合格。

(2)重要施工工序及中間產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)全部合格。

(3)回填灌漿完工后其鉆孔檢測(cè)、孔內(nèi)滲水上升速率檢測(cè)全部合格。

(4)安全監(jiān)測(cè)分析成果應(yīng)能反映出閘底板已具有防滲效果。

(5)施工過(guò)程記錄及自查、抽查資料應(yīng)齊全，且灌漿量與灌漿次數(shù)應(yīng)整體符合“灌漿量隨灌漿次數(shù)的增加而減少”的規(guī)律。

(6)針對(duì)檢測(cè)不合格的，應(yīng)增加復(fù)灌次數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

文章針對(duì)溫嶺新金清閘底板脫空區(qū)軟基回填灌漿加固方案，考慮到常規(guī)施工質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿足工程要求，結(jié)合相關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求、現(xiàn)場(chǎng)跟蹤檢測(cè)，提出了有關(guān)閘底板脫空區(qū)軟基回填灌漿質(zhì)量檢測(cè)、質(zhì)量評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)采用上述方法對(duì)新金清閘22個(gè)閘室的底板進(jìn)行回填灌漿質(zhì)量評(píng)定，結(jié)果顯示：在閘室采用“3次以上回填灌漿后”，其芯樣、孔內(nèi)滲水上升速率等均能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的合格要求。同時(shí)從安全監(jiān)測(cè)成果分析可知閘室形成干地、閘室內(nèi)外水位差4.5m期間，閘底板下土層均已不存在滲流貫通通道，并可有效降水頭1.78～1.88m/2.80～3.18m。由此標(biāo)明，采用本軟基回填灌漿質(zhì)檢評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)可有效評(píng)判軟基回填灌漿工程施工質(zhì)量。