水庫大壩防滲攪拌樁試驗(yàn)方法及結(jié)果分析

□羅 婧（江西省贛撫平原水利工程管理局）

水庫大壩防滲攪拌樁試驗(yàn)方法及結(jié)果分析

□羅 婧（江西省贛撫平原水利工程管理局）

隨著我國防洪減災(zāi)體系的不斷完善,病險水庫已成為防洪體系中最為薄弱的環(huán)節(jié)和防洪安全的最大隱患,水庫除險加固工作事關(guān)防洪安全大局,事關(guān)廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全,國家對病險水庫除險加固工作十分重視。文章結(jié)合具體工程實(shí)例，為確定該水庫工程大堤防滲水泥攪拌樁施工參數(shù)，采用不同的參數(shù)進(jìn)行了試樁施工，并對試樁進(jìn)行了一系列的檢測試驗(yàn)。經(jīng)結(jié)果分析，確定了合理的施工參數(shù)，保證該工程取得良好的防滲效果。

水庫；防滲；檢測；滲透試驗(yàn)；結(jié)果分析

0 引言

長期以來，由于各種因素導(dǎo)致我國的很多水庫缺乏合理的管理和維護(hù)，工程中不斷出現(xiàn)老化和年久失修的問題，導(dǎo)致壩體滲漏問題嚴(yán)重，這不僅影響了水庫的正常運(yùn)行，嚴(yán)重威脅到周圍居民的生命財產(chǎn)安全。對此，如何合理地確定水庫大壩防滲所用水泥攪拌樁施工參數(shù)，有效解決水庫大壩的滲透問題成為當(dāng)務(wù)之急。文章對某水庫大壩的防滲攪拌樁試驗(yàn)方法及其結(jié)果進(jìn)行了分析，希望能為有關(guān)方面的需要提供參考。

1 工程概況

某水庫的環(huán)庫大堤長度是12 km，其中包括新建的東堤為1220 m，加固、加高南堤為4798 m，西堤新建為2352 m，加固、加高北堤為3638 m。通過地勘所收集的資料顯示，水庫大堤土質(zhì)多是粉砂、吹填土等，在透水性方面處于中等，這對水庫而言，存在滲透而使得水庫變形隱患，因此，需要做好防滲措施。

2 試樁施工

在設(shè)計(jì)方案中，大堤在建設(shè)中處理防滲問題采用的是攪拌樁，這能夠較好地保證水庫防滲，因此，施工時，在水庫的西堤中實(shí)施試樁，進(jìn)而確定施工中各個參數(shù)情況。首先，在試樁中科學(xué)地選擇注漿材料，一般情況比較常用的材料是硅酸鹽水泥，外摻劑則可以運(yùn)用膨潤土、粉煤灰等；其次，水泥摻量保持15%，粉煤灰的摻量為15%，而對膨潤土的摻量大約是50 kg/m3，水灰比在1.50～1.80之間，實(shí)施方法采用的是跳打法，地面的高程為7.01 m，詳細(xì)施工參數(shù)如表1。

表1 水泥、粉煤灰、膨潤土施工參數(shù)表

大堤防滲在設(shè)計(jì)中做好防滲體，達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn):墻體厚度≥600 mm，而28 d的墻身抗壓強(qiáng)度為0.50～1.00 MPa，水庫墻體的滲透系數(shù)≤5×10－6cm/s。在試樁中，需要進(jìn)一步檢測試驗(yàn)的各項(xiàng)內(nèi)容如下:一是取芯，檢查樁身的狀況，如連續(xù)性、完整性等；二是取水泥土的芯樣，進(jìn)行室內(nèi)抗壓、抗?jié)B的試驗(yàn)，滲透系數(shù)：芯樣保持在28 d的齡期；三是現(xiàn)場注水試驗(yàn)，不同施工中的參數(shù)具有差異性，例如氣孔位、漿孔位、大、小幅樁位與搭接等，分別在S1、S6和S4、S2－S3的氣孔位開展試驗(yàn)。

3 探究檢測方法與結(jié)果分析

3.1 對鉆孔取芯進(jìn)行檢測

鉆孔取芯采用型號為：150的鉆機(jī)取芯，一方面是保證樁體的連續(xù)性，另一方面對取芯也能夠保持較好的完整性，其中鉆機(jī)的鉆頭直徑是110 mm，鉆頭材料是合金的或者金剛石，在進(jìn)行檢測時，嚴(yán)格的按照芯樣適時地調(diào)整鉆頭與工藝，直到順利地取出芯樣[2-3]，然后按照一定的順序擺放整齊，同時進(jìn)行深度標(biāo)記，除此之外，檢測人員還需要對芯樣的特點(diǎn)做好登記，如外觀、完整性等。其中芯樣照片如圖1所示。

圖1 芯樣照片圖

3.2 對水泥土的芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)

根據(jù)土層劃分而確定取樣的范圍，根據(jù)每根樁的不同而取3～4組，每組芯樣為3段，在現(xiàn)場把芯樣放在水中保存，然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行加工成為標(biāo)準(zhǔn)試件之后，再進(jìn)行水中養(yǎng)護(hù)，溫度控制為 (20±2)℃左右，水中養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)在 48 h后，根據(jù)DG/TJ08－40—2010的《地基處理技術(shù)規(guī)范》實(shí)施抗壓試驗(yàn)。水泥土的芯樣在28 d的抗壓強(qiáng)度如表2所示。

表2 水泥土的芯樣在28d的抗壓強(qiáng)度表

3.3 室內(nèi)進(jìn)行芯樣試驗(yàn)

根據(jù)水庫建設(shè)土層劃分從而確定芯樣的取樣范圍，并且每根樁可以取3～4組，每組取樣芯3段，在水中保存再送到對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室處理，保證試件高為30 mm，然后再次水中養(yǎng)護(hù)[4]，此時需要把水溫控制為(21±2)℃，置于水中養(yǎng)護(hù)48 h后，然后根據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容對芯樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)。

3.4 對防滲樁的試驗(yàn)

首先是鉆孔工作，它需要保持同步檢查，方法主要是壓力注水，在《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》指導(dǎo)下，進(jìn)行自上而下的分段隔離和單栓塞，同時嚴(yán)格地控制長度，大約為5 m。

進(jìn)行壓力注水時，試驗(yàn)壓力一般保持在一級左右，而在實(shí)際試驗(yàn)時，借助于抬高水箱法，使用量筒不斷往水箱加水，向水箱不斷注入水量，然后進(jìn)行試驗(yàn)。

3.5 分析結(jié)果以及攪拌樁的施工參數(shù)

通過上述檢測試驗(yàn)進(jìn)行分析，在施工中試樁選擇時參數(shù)的基本點(diǎn)需要設(shè)定目標(biāo)，其中在S1號樁的樁頂可以保持在1～6 m段，從而使得結(jié)果是2×10-5cm/s。如果試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)了超出預(yù)期的情況，可以對該樁中各種材料進(jìn)行分析原因，如水泥、粉煤灰、膨潤土等的摻量情況，例如該樁在4～6 m以及以下孔口部分，其所獲得的芯樣破碎并呈現(xiàn)出塊狀，這就說明施工的質(zhì)量并不理想，檢測試驗(yàn)的結(jié)果表明，可以在上述的幾種方法中檢測出良好的攪拌樁，從而提升防滲質(zhì)量[6-7]。

通過分析上述的結(jié)果，在水庫設(shè)計(jì)與監(jiān)理的工作中需要對這些問題進(jìn)行集中討論，保證水庫設(shè)計(jì)前提下，還需要做到資源的節(jié)約，因此，水庫施工過程中需要確定一些相關(guān)的參數(shù)，譬如在大堤防滲工作中，可以在三軸的攪拌樁中找到恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ秩缭谕馏w固化劑方面，需要對其摻入量進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般情況下控制在20%較為正常[9]，在固化劑的控制中，水泥控制在75%左右，粉煤灰則大約為25%，膨潤土的摻量50 kg/m3。

4 結(jié)語

對水庫的大壩工程進(jìn)行防滲處理，能夠確保大壩安全，更好地提高防洪體系。文章通過對水庫的西堤實(shí)施試樁，同時采用水泥土、鉆孔取芯等抗壓試驗(yàn)，使水庫在大堤防滲施工以及后期投入使用中提升防滲能力，在水泥土中獲取攪拌樁而進(jìn)行施工參數(shù)，從而為水庫工程施工提供可靠數(shù)據(jù)參考，在檢測試驗(yàn)之后，確定合理施工參數(shù)，不僅節(jié)約成本，而且確保水庫工程的大堤能夠進(jìn)行良好防滲實(shí)施。

[1]孫治林,程林,劉玉寶.軟土地基的水泥攪拌樁承載力計(jì)算和試驗(yàn)研究[J].港工技術(shù),2014(3):60-64.

[2]王交友,王世波,高緒峰,等.多鉆頭聯(lián)體深層攪拌樁技術(shù)在北墅水庫大壩防滲工程中的應(yīng)用研究[J].山東水利, 2002(4):35-36.

(責(zé)任編輯：符 蕾）

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