混凝土防滲墻成墻性能沿深度變化規(guī)律研究

吳永風(fēng)，鄒晨陽，陳 芳

(1.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029；2.江西省水工安全技術(shù)研究中心，江西 南昌 330029)

混凝土防滲墻施工過程中，其施工質(zhì)量的控制存在諸多的盲點(diǎn)[1-6]，眾所周知，混凝土防滲墻的物理力學(xué)性能一般在機(jī)口取樣成型抗壓、抗?jié)B試件或?qū)Φ竭_(dá)齡期后的墻體進(jìn)行鉆芯取樣以檢測抗壓、抗?jié)B性能，并以此檢測結(jié)果作為評判混凝土防滲墻質(zhì)量的重要依據(jù)，然而大量的工程檢測數(shù)據(jù)表明[7-10]：同一槽(段)孔的混凝土防滲墻成墻后，其墻體抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)隨著其深度的變化而變化，即墻體抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)隨深度的增加而增加，然2者相關(guān)關(guān)系到底如何，沿深度變化率到底有多大，既無規(guī)范依據(jù)，也無試驗(yàn)依據(jù)，存在盲目性。

因此本文結(jié)合項(xiàng)目組承擔(dān)的某水利工程項(xiàng)目防滲墻為例，通過大量的室內(nèi)外試驗(yàn)，在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，研究混凝土防滲墻實(shí)體抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)以及機(jī)口取樣隨深度變化的規(guī)律。

1 試驗(yàn)方法

本次試驗(yàn)方法涉及混凝土試塊、混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度檢測及混凝土試塊相對滲透性系數(shù)、混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)檢測，其中抗壓強(qiáng)度檢測依據(jù)SL352—2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》[11]中4.2及7.7中有關(guān)要求進(jìn)行?；炷猎噳K相對滲透性系數(shù)依據(jù)SL352—2006中4.22進(jìn)行，混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)檢測采用包芯法處理后，參照混凝土試塊相對滲透性系數(shù)檢測方法進(jìn)行，其中包芯填充材料要求硬化速度較快，且硬化后本身不透水或經(jīng)相應(yīng)處理后不透水，填充材料與芯樣黏結(jié)必須足夠牢固。

本實(shí)驗(yàn)室采用試模內(nèi)表面涂黃油，水泥砂漿填充配制，在混凝土相對滲透性試模內(nèi)表面均勻涂刷黃油，將加工好的芯樣側(cè)面清洗并簡單刨毛，待芯樣無明顯水珠時，將芯樣放入相對滲透性試模中進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源

根據(jù)施工進(jìn)度安排，項(xiàng)目組于2014年12月23日、2015年1月7日、2015年1月26日赴某項(xiàng)目進(jìn)行防滲墻機(jī)口取樣，由于取樣量大且需要按照深度進(jìn)行取樣，因此在取樣進(jìn)度上難度較大。通過為期2個月的現(xiàn)場跟蹤取樣，得出了其74#、79#、87#共3個槽孔的16組混凝土試塊抗壓強(qiáng)度及芯樣抗壓強(qiáng)度，取樣深度為0～49.95m，主要分布在5個取樣區(qū)間；得到了74#、79#、87#共3個槽孔的18組試塊相對抗?jié)B性系數(shù)及芯樣相對抗?jié)B性系數(shù)，取樣深度為9.4～61.4m，主要分布在6個取樣區(qū)間。圖1為部分芯樣展示，從所抽取的600余組來看，所抽取的芯樣表面光滑，個別表面稍有孔隙，骨料分布均勻，滿足試驗(yàn)要求。檢測結(jié)果見表1—2，其中計(jì)算深度按照平均取樣深度計(jì)算。

表2 混凝土相對滲透性系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果

圖1 部分芯樣展示

3 試驗(yàn)分析

3.1 混凝土防滲墻抗壓強(qiáng)度隨深度變化規(guī)律

為進(jìn)一步分析混凝土防滲墻抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)沿深度變化規(guī)律，對同一槽孔相同深度下混凝土試塊抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)與混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)進(jìn)行了變化率比較，其中抗壓強(qiáng)度變化率為混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度之差同混凝土試塊抗壓強(qiáng)度的比值，相對滲透性系數(shù)變化率為混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)之差同混凝土試塊相對滲透性系數(shù)的比值。根據(jù)檢測得出的3個槽孔機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)數(shù)據(jù)及相同部位(槽孔)混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)數(shù)據(jù)，分別繪制了二者抗壓強(qiáng)度及相對滲透性系數(shù)變化率圖，并采用最小二乘法對變化率進(jìn)行了數(shù)據(jù)擬合。具體見表1—2，如圖2—7所示。

從表1可以看出，3個槽孔機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律基本一致，機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度大時，對應(yīng)的混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度大，反之亦然。

圖2—4為3個槽孔抗壓強(qiáng)度變化率曲線圖，從圖2—4中可以看出，74#槽孔抗壓強(qiáng)度損失率在28.36%～30.52%之間，79#槽孔抗壓強(qiáng)度損失率在28.83%～32.46%之間，87#槽孔抗壓強(qiáng)度損失率在21.10%～26.12%之間。3個槽孔的抗壓強(qiáng)度損失率呈明顯的線性損失，擬合的相關(guān)系數(shù)R2在[0.8742，0.9221]之間，且深度越大，同一深度槽孔混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度損失越小。

圖2 74#槽孔混凝土抗壓強(qiáng)度變化率

圖3 79#槽孔混凝土抗壓強(qiáng)度變化率

圖4 87#槽孔混凝土抗壓強(qiáng)度變化率

3.2 混凝土防滲墻抗?jié)B性能系數(shù)隨深度變化規(guī)律分析

從表2可以看出，3個槽孔機(jī)口混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)變化規(guī)律基本一致，且隨澆筑深度的增加，相對滲透性系數(shù)變化規(guī)律與強(qiáng)度變化趨勢基本一致。

圖5—7為3個槽孔相對滲透性系數(shù)變化率曲線圖，從圖中可以看出，74#槽孔相對滲透性系數(shù)損失率在41%～92%之間，79#槽孔相對滲透性系數(shù)損失率在39%～85%之間，87#槽孔相對滲透性系數(shù)損失率在42%～80%之間。從圖5—7中可以看出，3個槽孔的相對滲透性系數(shù)損失率與抗壓強(qiáng)度損失率保持一致，均呈現(xiàn)線性損失，擬合的相對系數(shù)R2在[0.9483，0.9762]之間，即隨著深度的增加，損失率逐漸減小。即深度越大，同一深度槽孔混凝土相對滲透性系數(shù)與混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)損失越小。

圖5 74#槽孔混凝土相對滲透性系數(shù)變化率

圖6 79#槽孔混凝土相對滲透性系數(shù)變化率

圖7 87#槽孔混凝土相對滲透性系數(shù)變化率

4 結(jié)語

文中結(jié)合工程實(shí)際，對混凝土防滲墻實(shí)體抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)相對其機(jī)口取樣抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)損失程度隨著其深度的規(guī)律進(jìn)行了大量現(xiàn)場試驗(yàn)研究，但仍存在不足之處。

(1)現(xiàn)場實(shí)際取樣深度最大為70m，這與防滲墻實(shí)際高程有一定的差距，下一步應(yīng)擴(kuò)大防滲墻深度現(xiàn)場試驗(yàn)，以期完善研究成果。

(2)受試驗(yàn)條件的局限，主要從混凝土抗壓強(qiáng)度、相對滲透性系數(shù)2個角度進(jìn)行比對試驗(yàn)研究，下一步將對混凝土抗凍性等性能的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究。