摘要:防滲墻施工是大量中小型水庫出險加固工程的重要組成部分,在不增加成本的基礎上把防滲墻墻體材料由固化灰漿改為塑性混凝土,保證防滲墻墻體的整體連續性,提高穩定性及耐久性,達到長期防滲效果,確保了工程質量。
關鍵詞: 塑性混凝土 固化灰漿 防滲墻
1、工程概況
在張家口市某水庫混凝土防滲墻標段施工中,防滲墻平臺寬度16.0m;最大造孔深度51.6m,以卵石地層為主,局部夾壤土透鏡體;防滲墻墻體厚度0.6m,設計要求高程▽1040.0~1020.0范圍內為固化灰漿施工,高程▽1020.0以下為C10常規水下混凝土澆筑。
工程地質條件為下太古界角閃片麻巖,中生代花崗巖及第四系松散沉積層。片麻巖多分布于古河床底部和副壩右岸;花崗巖在副壩左岸和古河床底部的局部地區有分布;第四系卵石主要分布于古河床與副壩左岸山腳;黃土狀壤土分布于古河床中部表層和右岸坡腳處;風積黃土狀(砂)壤土多分布于左壩肩山體坡腳及高程較高的丘體頂部。
2、塑性混凝土施工特性
用粘土和膨潤土取代普通混凝土中大部分水泥而形成的一種柔性材料稱為塑性混凝土,而其墻體柔性大,更能適應土體變形,并節約水泥使用量,降低工程施工成本,在防滲墻施工中應用比較廣泛。
塑性混凝土防滲墻材料的特點為:
(1)和易性、穩定性均好。初、終凝時間較長,對澆筑和輸送均有利。
(2)彈性模量與土體相近或差異不大,與土體變形協調性好。
(3)防滲性能有保證,耐久性好。
(4)節約水泥,成本可降低。
(5)缺點是防滲墻材料配合比試驗,工藝掌握和質量控制要求很嚴格,凝結體的抗滲坡降有所降低。
(6)密度一般為2~2.2g/㎝3,28d抗壓強度一般為1.0~5.0MPa(本工程中采用3.0MPa),彈性模量小于1000MPa,滲透系數小于1×10-8cm/s,塌落度為180~220mm,擴散度為340~400mm;塌落度保持在150mm以上的時間不小于1.0h。
澆筑工藝所用材料:采用普通硅酸鹽水泥(P.O42.5),細骨料為當地生產的天然砂(中砂);粗骨料為當地生產的人工碎石(5-20mm);膨潤土為商品膨潤土,減水劑為某廠生產的高效引氣緩凝減水劑,拌合用水為水庫水。
施工配合比
塑性混凝土 |
水膠比 |
砂率
(%) |
1m3混凝土材料用量(kg) |
水 |
水泥 |
膨潤土 |
砂子 |
石子 |
減水劑 |
C3 |
1.0 |
50 |
240 |
150 |
90 |
914 |
914 |
2.4 |
3、固化灰漿施工特性
固化灰漿是在防滲墻造孔完成并驗收合格后,以護壁泥漿為基本漿材,向孔內泥漿中加入水泥、水玻璃或砂子等固化材料及摻加料等,經過機械或壓縮空氣攪拌使其固化從而形成的防滲墻體材料。
固化灰漿防滲墻墻體材料的特點為:
(1)固化灰漿的流變特性
控制好漿液的析水率不大于1%,凝固后體積基本不收縮,更好的避免墻段接縫脫開、墻體裂縫等問題,從而提高防滲墻的防滲效果和耐久性。體積收縮取決于凝結時間,一般情況下,應使固化灰漿的初凝時間不少于3h,終凝時間不大于24h,并且漿液在2~3h內保持良好的流動性。
(2)固化灰漿必須在潮濕環境中才能保持其抗壓強度、抗剪強度、壓縮指數及防滲性指標,若置于干燥環境中,會很快失水崩解。
(3)受施工工藝所限,在超過25m深度后,施工較困難,漿液不易攪拌均勻、墻體質量又難以保證,防滲效果不佳。
(4)固化灰漿技術參數為泥漿密度在1.2g/cm3左右,其黏度為25~45s(500/700ml漏斗),單位體積水泥用量不小于200kg/m3,當采用原位攪拌法時,固化灰漿的密度為1.3~1.5g/ cm3。
配 合 比
泥漿
(L) |
水泥
(kg) |
粉煤灰(kg) |
水玻璃(kg) |
砂
(kg) |
外加劑(kg) |
760 |
250 |
30 |
36 |
160 |
0.6 |
4、塑性混凝土代替固化灰漿施工的優越性
(1)因為由于在▽1020.0m以下常規混凝土澆筑的基礎上,塑性混凝土施工工藝簡單化,不用再另行上其它機械設備,直接換料澆筑至頂即可。
(2)塑性混凝土相比較而言處理深度較大。
(3)塑性混凝土墻體材料,對防滲墻墻體整體質量有所保證,提高穩定性及耐久性,達到長期防滲效果。
(4)減少施工水泥用量。
(5)質量控制易把握,施工中與普通混凝土工藝一樣。
5、結束語
塑性混凝土防滲墻應用于外國較早,在我國近二十年應用歷史上,初步估測全國已建成總面積已經超過了3.30萬m2,由此看來其發展前景還是比較樂觀的,相信將來在基礎處理中一定會得到推廣應用,為水電工程建設做出它的貢獻。
參考文獻:
1、《地下連續墻的設計施工與應用》叢藹森
中國水利水電出版社
2、《水利水電工程施工手冊》編委會
中國電力出版社