潘升坤,江建君,高 原
(溫州宏源水電建設(shè)有限公司,浙江 溫州 325000)
某堤防工程建設(shè)于上個世紀70年代初期,堤防全長123 km,堤頂高程為15.4~26.8 m,寬度為8~11 m,屬于I 級堤防。該工程堤壩在經(jīng)過了長時間的使用之后多次出現(xiàn)了滲漏情況,也進行了多次加固,每次加固工程所使用的土料均為堤線附近現(xiàn)場取得,根據(jù)勘察報告所提供的數(shù)據(jù)顯示,過去所實施的加固效果相對較差,普遍存在土體填筑不均,在堤壩建設(shè)初期未實施清基,堤身與基礎(chǔ)的結(jié)合不夠緊密,河水存在浸入堤身等情況,在局部地區(qū)當水位上升時甚至存在管涌、流土等情況,迫切需要進行加固處理。
在進行加固方案決策之前對該工程的具體情況進行了細致的調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)該堤壩堤身存在較多裂縫與基礎(chǔ)滲漏情況,具體加固施工過程相對較為復雜,經(jīng)綜合考慮之后選擇采用錐探灌漿作為基本加固方式,經(jīng)專家論證之后一致認為該加固方案符合該工程項目的要求,最終決定在堤身的滲漏段修筑一道截水屏障來堵塞滲漏通道,從而達到防滲加固的實際需求[1]。本次錐探灌漿加固施工的具體技術(shù)指標主要包含以下幾個方面的內(nèi)容:
(1)灌漿形式選擇:灌漿施工形式多種多樣,在實際使用過程中應選擇合適的灌漿方式作為施工的基本方法。在該工程中存在多處長距離滲漏現(xiàn)象,因此選擇采用錐探灌漿這種適合長距離作業(yè)施工且施工機械移動相對較為便捷的灌漿形式。同時錐探灌漿施工工序相對較為簡單,能夠?qū)崿F(xiàn)對施工質(zhì)量的有效控制[2]。
(2)灌漿鉆孔布置:在該工程當中灌漿鉆孔布置選擇梅花形布孔形式,具體是將灌漿孔布設(shè)在堤身迎水側(cè)方向,共計布設(shè)3排,排間距離為1.5 m,孔距設(shè)計為2.0 m,孔徑設(shè)計為5 cm,孔深設(shè)計應達到堤基下1.0 m左右,結(jié)合該工程堤頂高程,實際孔深應為8~10 m。
(3)灌漿液:在該工程當中選擇采用黏土漿作為灌漿漿液,且需要對灌漿液的比重進行嚴格的控制,在初灌時應控制在1.30 g/cm3,復灌則應控制在1.35~1.60 g/cm3,同時要逐步提升灌漿液密度[3]。
(4)灌漿壓力:結(jié)合當?shù)仄渌谭兰庸淌┕そ?jīng)驗,孔口灌漿壓力控制在0.05~0.07 MPa之間,孔口壓力控制必須經(jīng)現(xiàn)場試驗確定。
(5)孔口垂直度:為了確保防滲加固質(zhì)量,在該工程當中孔口偏斜率均不得超過1%[4]。
錐探灌漿施工對堤身的滲透性能具有直接的影響,為了滿足該工程實際需求,對該工程錐探灌漿加固施工工藝設(shè)計如圖1所示[5]。
圖1 錐探灌漿施工流程示意圖
結(jié)合錐探灌漿施工實際情況,必須要制定有針對性的加固控制措施才能實現(xiàn)對加固質(zhì)量的有效控制,具體而言錐探灌漿應從以下幾個方面入手做好施工質(zhì)量管理工作。
鉆孔定位對灌漿的流動方向具有直接影響,進而影響到堤身后期的安全性與防滲能力。布孔與鉆孔定位應按照設(shè)計文件嚴格執(zhí)行,在測量放線后還應進行復測,定位精度必須要控制在0.1 m以內(nèi),只有驗收合格之后方可開鉆。
錐探灌漿與其他灌漿模式存在顯著差異,在灌漿之前應保證孔內(nèi)的干燥,因此,該工程選擇采用機械干法開孔,且嚴格禁止采用泥漿或水輔助鉆進,在鉆進過程中還需要關(guān)注孔的偏斜率,一旦發(fā)生偏斜率超標就應停止鉆進進行糾偏,確保鉆孔偏斜率滿足設(shè)計要求,開孔深度應結(jié)合勘察報告現(xiàn)場決定,并應控制在基底下1 m。
在實施錐探灌漿施工之前必須要將灌漿施工所需要使用的漿液材料制備完成,同時所制作的漿液也必須要滿足錐探灌漿施工需求。在該工程當中漿液配置應采用P.O 32.5與P.O 42.5超細水泥作為漿液制備基本材料,在漿液制備之前應對水泥質(zhì)量進行檢驗,不得采用殘次品水泥作為漿液制備材料。同時還需對黏土的質(zhì)量進行有效控制,用于泥漿制造的黏土組成應滿足表1中的具體需求。采用高速泥漿攪拌機制漿,經(jīng)孔徑4 mm的鋼絲網(wǎng)過濾后備用,泥漿的物理力學性能指標符合表2要求[6]。
表1 錐探灌漿漿液黏土組成 %
表2 錐探灌漿漿液物理力學性能指標
為了確保灌漿施工過程中漿液依然具備較強的抗?jié)B能力,必須要確保所制備的漿液具有較強的穩(wěn)定性與流動性,同時還應準確記錄灌漿過程中泥漿的物理力學性能,若檢測結(jié)果與表2中的具體指標不一致則應立即更換泥漿進行重新制備,務必確保泥漿質(zhì)量。
灌漿與封孔過程中需要重點關(guān)注以下幾個方面的內(nèi)容,并有針對性的加強質(zhì)量控制,確保整體施工質(zhì)量:(1)灌漿壓力控制,灌漿壓力過小會導致灌漿不徹底,后期存在嚴重滲漏的可能,但若灌漿壓力過大則容易導致裂縫擴大,也不利于堤身抗震性能的提升。灌漿壓力控制應循序漸進,最初使用0.05 MPa的壓力,之后逐步擴大到0.07 MPa;(2)為了避免出現(xiàn)冒漿,應按孔序進行灌漿,先對迎水側(cè)孔進行灌漿,再灌背水側(cè);(3)完成鉆孔之后應立即灌漿。為了避免鉆孔完成之后被雨水、地下水浸濕,應立即連續(xù)完成灌漿施工;(4)應采用“初灌少灌,復灌多灌”的策略,在初灌時應盡量選擇少量稀釋的漿液進行灌漿處理,而在復灌時則可以采用大量較為濃稠的漿液進行灌漿處理[7];(5)當連續(xù)復灌3次且孔口不再吃漿之后則可以停止灌漿,并進行封孔處理。具體而言應待孔口泥漿停止流動之后用黏土球投入孔內(nèi)進行封孔處理[8]。
錐探灌漿是一種較為常見的堤防加固方法,同時也能滿足多種不同類型堤防加固施工需求,同時以泥漿為灌漿施工材料,成本相對較為低廉。但從總體上來看現(xiàn)階段國內(nèi)關(guān)于錐探灌漿施工的具體應用范圍相對較為狹窄,錐探灌漿在實際中的效用依然存在較大不足。基于此種情況,在本文的研究當中以某一具體工程為例對錐探灌漿這一技術(shù)在實際中的應用進行了研究與分析,旨在促進錐探灌漿技術(shù)在實際中應用范圍的進一步拓展。