分析水工建筑基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)

楊長霞

【摘要】針對水工建筑基礎(chǔ)處理中常用的灌漿施工技術(shù)，在簡要敘述技術(shù)要求和特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合實例，對技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析，明確應(yīng)用要點，為使灌漿施工技術(shù)發(fā)揮最大化作用與效果提供參考。

【關(guān)鍵詞】水工建筑；基礎(chǔ)處理；灌漿技術(shù)

在水工建筑基礎(chǔ)施工過程中，基礎(chǔ)灌漿施工質(zhì)量與工程安全息息相關(guān)。然而，灌漿卻是一種十分復(fù)雜的技術(shù)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)因不同的水工建筑類型而不同，并且在理論定義上也沒有對灌漿技術(shù)形成一致的認(rèn)識。但灌漿技術(shù)在水工建筑有著至關(guān)重要的作用，除了能提高水工建筑施工水平，還能起到預(yù)防滲漏的作用。因此，在水工建筑領(lǐng)域，灌漿技術(shù)有著廣泛前景，對技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)行強化意義重大。

1、灌漿施工技術(shù)特點

基礎(chǔ)灌漿的作用在于對基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)物裂縫進(jìn)行填充，提高基礎(chǔ)承載能力與抗變形能力，就灌漿技術(shù)而言，它主要有以下特點：

（1）在水工建筑應(yīng)用灌漿施工技術(shù)，會受到地質(zhì)等因素的影響，不同水工建筑地質(zhì)條件不同，因而所用的方法也不同?；诖?，在施工前，應(yīng)對水工建筑所在地區(qū)地質(zhì)條件性進(jìn)行深入了解，以確定適宜的施工參數(shù)，保證施工合理性與針對性。

（2）以基礎(chǔ)帷幕灌漿為例，其往往先于施工作業(yè)開展，且各個工序緊密相連，后一道工序施工質(zhì)量是前一道工序施工效果的直接體現(xiàn)，因此灌漿施工必須按照規(guī)范程序進(jìn)行，在沒有特殊要求的情況下，不得進(jìn)行更改。

（3）灌漿施工是水工建筑的隱蔽工程，其驗收雖然可以對施工質(zhì)量進(jìn)行衡量判斷，但灌漿施工缺陷大多是在后續(xù)施工階段顯露出來的，而且一般無法補救。對此，應(yīng)在施工中加強管控，以保證質(zhì)量為核心，嚴(yán)格把控每一個施工環(huán)節(jié)。

2、技術(shù)應(yīng)用

2.1 水庫概況

某水庫基本信息如表1所示，其壩體兩岸為V形，巖層走向為320°-340°，南西傾向，傾角10°-18°，河流與其保持斜交位置關(guān)系。壩址構(gòu)造為斷層帶和剪切帶，裂隙發(fā)育?，F(xiàn)圍繞該水庫實際情況，對灌漿施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.2 基礎(chǔ)灌漿

2.2.1 施工目的

為有效提高水庫趾板區(qū)巖體抗?jié)B性，在對壩基施以帷幕灌漿處理的同時，要求采取全面固結(jié)灌漿對趾板與基巖進(jìn)行處理，以此達(dá)到提高壩基整體抗震性的目的。從施工目的看，基礎(chǔ)灌漿的主要作用在于防滲，一方面使趾板巖體更加完整，另一方面增大巖體厚度，避免滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.2灌漿布置與設(shè)計參數(shù)

趾板共設(shè)五排灌漿孔，其中兩排是固結(jié)灌漿+輔助帷幕灌漿孔，其余三排是普通固結(jié)灌漿孔，在帷幕的上游與下游均勻布置。灌漿孔以梅花形進(jìn)行布置，每排灌漿孔的間距為1.5m，相鄰灌漿孔的距離為2.0m；普通固結(jié)灌漿孔的孔深為7m，固結(jié)灌漿+輔助帷幕灌漿孔的孔深為17m。趾板防滲板灌漿孔的排距與孔距均為2.5m，同樣以梅花形進(jìn)行布置，各孔深度相同，均為5m。

2.2.3 技術(shù)要求

（1）施工順序

灌漿施工在趾板和防滲板處混凝土實際強度達(dá)到70%設(shè)計要求后開始。按照從低到高的順序推進(jìn)，先對上游和下游的邊排孔進(jìn)行灌注，在形成封閉后再對中間排孔進(jìn)行灌注。在此過程中，還需按照分序加密基本原則進(jìn)行分序施工，共分為兩序。

（2）鉆孔

鉆孔采用地質(zhì)鉆進(jìn)行，孔徑為56mm。灌漿采用由上至下分段阻塞與孔內(nèi)循環(huán)的方法，在灌漿的同時由自動記錄儀進(jìn)行記錄和控制，在接觸段上阻塞的具體位置為：①趾板區(qū)：基巖表面上方混凝土中0.2m；②防滲板：由基巖表面向巖體中阻塞。

（3）灌漿壓力

因趾板和防滲板都很薄，分別為0.6-1.2m和0.3-0.5m；除此之外，基巖層的產(chǎn)狀較為平緩，斷層、裂隙與巖溶較發(fā)育，導(dǎo)致巖體易發(fā)生抬動。對此，防滲板的分序灌漿孔灌漿壓力應(yīng)確定為0.1MPa與0.2MPa。趾板因之前采用了錨桿加固，所以其主體與下方巖體具有一定抗抬動能力，其灌漿壓力可在0.3-0.6MPa范圍內(nèi)靈活選擇。

（4）灌漿材料

灌漿材料通常為普通純水泥漿液，其水灰比分為四個等級，分別為3：1、1：1、0.8：1和0.5：1，開灌時的水灰比大多為3：1。

2.2.4 效果分析

根據(jù)成果統(tǒng)計結(jié)果可知，總體上各個灌漿部位的實際吸漿量都很大，但是隨著孔序的不斷增加，表現(xiàn)出明顯的單耗遞減趨勢，這表示巖體具有良好的可灌性，而且采用固結(jié)灌漿已經(jīng)發(fā)揮良好固結(jié)與充填效果，施工效果較好。通過對趾板與防滲板在灌漿施工后的壓水試驗結(jié)果統(tǒng)計得出，各個灌漿部位在施工后的最大透水率都在3Lu以內(nèi)，滿足了趾板總體透水率不大于3Lu和防滲板總體透水率不大于5Lu的設(shè)計要求。

灌漿前后物探成果的比較分析結(jié)果表明，相比灌漿前，基巖在灌漿之后的平均波速提高，因在灌漿之前基巖就有著很高的平均波速，所以灌漿后基巖平均波速的實際提高幅度并不大，但可以滿足灌漿后基巖平均波速大于等級3000m/s以及至少95%基巖測點實際波速大于等于3000m/s的要求。

2.3 帷幕灌漿

2.3.1 總體思路

本水庫在地質(zhì)條件較差的石灰?guī)r區(qū)建設(shè)，其巖溶化水平很高，而巖溶也是引起滲漏的主要原因，具有影響范圍廣、處理難度大等特點。在不同的設(shè)計階段對這一問題開展了深入且大量的研究，在吸取以往成功經(jīng)驗的前提下，結(jié)合本水庫巖溶特點及發(fā)展規(guī)律，給出如下防滲總體思路：在進(jìn)行帷幕灌漿以前，處理帷幕軸線周邊有明顯發(fā)育狀態(tài)的巖溶后，向巖溶洞穴內(nèi)填充低強度砼，以此使原本處于巖溶化的帷幕軸線周邊巖體變成裂隙性巖體，最后再進(jìn)行帷幕灌漿，使其滿足設(shè)計防滲要求。

2.3.2 設(shè)計方案

對可能發(fā)生滲漏的通道采用回填混凝土與灌漿等方法進(jìn)行封堵，包括斷層、裂隙與巖溶洞穴等，以此對壩基滲流進(jìn)行有效控制，降低實際滲漏量。

盡管水庫所在地區(qū)的地質(zhì)條件較差，有著很高的巖溶化水平，但通過對歷史地質(zhì)資源的分析可知，工程防滲有開展全封閉防滲的基礎(chǔ)條件。基于此，在可研階段制定以下方案：將壩基及兩側(cè)山體的砂頁巖作為依托，開展全封閉防滲處理。經(jīng)測算，該方案的總防滲方面為60m×104m，帷幕灌漿的總工程量為56m×104m。

2.3.3 技術(shù)要求

按照“下游排孔→上游排孔→中間排孔”進(jìn)行帷幕灌漿施工，同時遵循分序加密基本原則。鉆孔鉆進(jìn)采用地質(zhì)鉆，除先導(dǎo)孔的孔徑為 91mm以外，其余每段孔徑相同，均為 76mm；除普通帷幕灌漿孔的孔徑為 76mm以外，以下各個孔段的孔徑相同，均為 56mm；

質(zhì)量檢查與物探測試孔的孔徑和普通帷幕灌漿孔相同。施工中按表1標(biāo)準(zhǔn)對鉆孔進(jìn)行控制。

2.3.4 壓水試驗

對普通帷幕灌漿孔而言，在壓水試驗時可借助簡易壓水的方法，而檢查孔和先導(dǎo)孔的壓水試驗則主要借助單點法。灌漿施工前的壓水試驗壓力大小通常取該灌漿段首次灌漿壓力的80%，如果灌漿壓力在1.0MPa以上，則一律按照1.0MPa的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制；灌漿施工后的壓水試驗壓力大小通常取該灌漿段最大灌漿壓力的80%，如果這一最大灌漿壓力在2.0MPa以上，則一律按照2.0MPa的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。

在完成壓水試驗及物探測試之后，聯(lián)合試驗、測試結(jié)果與孔內(nèi)攝像資料，通過對比分析得出以下結(jié)論：在高壓灌漿以后，基巖整體性大幅提升，帷幕體的抗?jié)B性能可滿足設(shè)計要求，最大透水率穩(wěn)定在3Lu以下，說明防滲帷幕具有良好的可靠性與穩(wěn)定性。

3、結(jié)束語

切實處理好水工建筑的基礎(chǔ)，對保證建筑安全有重要作用和意義。作為水工建筑基礎(chǔ)處理施工中常用的技術(shù)手段，灌漿施工技術(shù)依然要求充分結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。因水工建筑基礎(chǔ)所在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，對灌漿施工有著截然不同的要求與目的，所以無法套用相似水工建筑的灌漿施工技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程實際情況與特點制定與本工程一一對應(yīng)的技術(shù)或工藝要求。伴隨科技不斷發(fā)展，水工建筑施工專業(yè)應(yīng)對灌漿技術(shù)靈活性與多變性給予足夠重視，總結(jié)積累成功的施工經(jīng)驗，不斷開發(fā)和引入新技術(shù)，從而為水工建筑社會效益的充分發(fā)揮提供可靠的技術(shù)支撐。

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