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[1-6]，眾所周知，混凝土防滲墻的物理力學(xué)性能一般在機口取樣成型抗壓、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)，也無試驗依據(jù)，存在盲目性。

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

1 試驗方法

本次試驗方法涉及混凝土試塊、混凝土芯樣抗壓強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，其中抗壓強度檢測依據(jù)SL352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》[11]中4.2及7.7中有關(guān)要求進(jìn)行。混凝土試塊相對滲透性系數(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。

本實驗室采用試模內(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。

2 試驗數(shù)據(jù)來源

根據(jù)施工進(jìn)度安排，項目組于2014年12月23日、2015年1月7日、2015年1月26日赴某項目進(jìn)行防滲墻機口取樣，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度及芯樣抗壓強度，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，滿足試驗要求。檢測結(jié)果見表1—2，其中計算深度按照平均取樣深度計算。

表2 混凝土相對滲透性系數(shù)檢驗結(jié)果

圖1 部分芯樣展示

3 試驗分析

3.1 混凝土防滲墻抗壓強度隨深度變化規(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度、相對滲透性系數(shù)與混凝土芯樣抗壓強度、相對滲透性系數(shù)進(jìn)行了變化率比較，其中抗壓強度變化率為混凝土試塊抗壓強度與混凝土芯樣抗壓強度之差同混凝土試塊抗壓強度的比值，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個槽孔機口混凝土試塊抗壓強度、相對滲透性系數(shù)數(shù)據(jù)及相同部位(槽孔)混凝土芯樣抗壓強度、相對滲透性系數(shù)數(shù)據(jù)，分別繪制了二者抗壓強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個槽孔機口混凝土試塊抗壓強度與混凝土芯樣抗壓強度變化規(guī)律基本一致，機口混凝土試塊抗壓強度大時，對應(yīng)的混凝土芯樣抗壓強度大，反之亦然。

圖2—4為3個槽孔抗壓強度變化率曲線圖，從圖2—4中可以看出，74#槽孔抗壓強度損失率在28.36%～30.52%之間，79#槽孔抗壓強度損失率在28.83%～32.46%之間，87#槽孔抗壓強度損失率在21.10%～26.12%之間。3個槽孔的抗壓強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度與混凝土芯樣抗壓強度損失越小。

圖2 74#槽孔混凝土抗壓強度變化率

圖3 79#槽孔混凝土抗壓強度變化率

圖4 87#槽孔混凝土抗壓強度變化率

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)合工程實際，對混凝土防滲墻實體抗壓強度、相對滲透性系數(shù)相對其機口取樣抗壓強度、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)場試驗研究，但仍存在不足之處。

(1)現(xiàn)場實際取樣深度最大為70m，這與防滲墻實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，以期完善研究成果。

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