摘 要 滑模隔离法是浇筑混凝土地下防渗墙的一种新方法,通过位于中国酒泉卫星发射中心基地的五一水库的防渗墙浇筑试验证明:采用该方法浇筑的防渗墙,墙体连续、密实,骨料分布均匀,水泥固结良好,无泥浆夹层,墙体质量优良,适合在水利水电工程、建筑物基坑开挖工程等防渗墙施工中应用。
关键词 滑模隔离浇筑法 塑性混凝土 地下防渗墙
随着水利水电建设、市政建设及其它行业经济建设的不断发展,塑性混凝土防渗墙应用日趋广泛,地下防渗墙技术也有了进一步的发展和提高。东北岩土工程公司在近几年的工程实践中,研究开发了多种地下防渗墙施工的新机具和新工艺。在应用锯槽机开槽法的基础上,结合塑性混凝土浇筑,又开发了滑模隔离浇筑的新方法,于1995年6~7月在位于酒泉卫星发射中心基地的五一水库做了一段73 m长的防渗墙浇筑试验,试验达到了预期目的。
1 滑模隔离浇筑法的提出
在以往的地下混凝土防渗墙的施工中,浇筑混凝土一般都采用导管提升法浇筑,随着近几年工程建设的需要,薄墙施工技术发展较快,开槽机具多种多样,因槽宽逐渐变窄,对混凝土导管管径产生了限制,往往在浇筑中易发生堵管等故障,且施工效率较低。针对薄墙浇筑的需要,东北岩土工程公司的技术人员大胆实践,提出了滑模隔离浇筑法的设想,并开始研制浇筑专用的隔离机具。该方法是在已开好的泥浆槽中,根据不同槽深下入特制的滑动隔离模板,将浇筑入槽的混凝土与槽内泥浆隔离,并通过模板的滑动把槽内泥浆逐渐排出槽外,混凝土在槽内凝固形成防渗墙,见图1。随着浇筑机具的制造完成及浇筑工艺构思的成熟,决定结合工程进行试验。
2 试验区概况
五一水库位于酒泉卫星发射中心基地,是一座旁引屯蓄式水库,总库容为18×106m3,坝长1 740 m,最大坝高约6 m,坝型为粘土斜墙砂砾坝。因建坝时,未对坝基的中细砂层作防渗处理,坝基渗漏严重,出现过多次管涌破坏,水库需作防渗处理。试验地点选在水库大坝左岸坝头附近,地层岩性为第四系上更新统(q3)的粉质粘土、中细砂和含砾细砂,上部粘土层厚约4 m,下部砂层厚约5 m;下伏基岩为侏罗系上统(j3)的泥钙质砂砾岩。
图1 滑模隔离浇筑示意图
3 开槽方式和墙体材料
3.1 开槽方式
采用锯槽机开槽,槽宽0.25 m,深度9~9.5 m,
槽底进入基岩内0.5~0.8 m,槽内护壁泥浆密度
1.25~1.35,粘度30~38 s,槽段长度7~28 m,见
表1。
3.2 墙体材料
表1 槽段成果一览表
墙体材料选用塑性混凝土,主要技术指标是渗透系数k28<1×10-7cm/s,抗压强度r28≈2 mpa,弹性模量e28≈400 mpa,允许坡降大于50。配合比水泥∶粘土∶砂∶碎石∶水=1∶1∶4.9∶7.3∶2.1,加水泥用量1%的外加剂,混凝土出机坍落度为18~22 cm。水泥选用425号矿渣硅酸盐水泥。
4 浇筑混凝土试验
4.1 对清槽换浆的要求
在浇筑混凝土前,应进行清槽换浆工作,清槽后槽底淤积厚度不大于10 cm,槽内泥浆密度不大于1.2。
4.2 塑性混凝土搅拌与运输
塑性混凝土由水泥、泥浆、砂石和添加剂组成。搅拌站设2台400 l混凝土搅拌机,单筒搅拌时间大于120 s,搅拌强度大于5 m3/h。搅拌机的进料顺序为碎石—砂子—水泥—外加剂—泥浆。运输选用6台小四轮翻斗车,从搅拌站运至浇筑点,运输距离约100 m。
4.3 下入隔离板和导管
首先,在槽段的一端下入滑模隔离板,使滑模板的倾角保持85°以上,滑模与槽端围成一个三角体,在三角体内下入 165 mm导管。
4.4 塑性混凝土浇筑
先将滑板固定不动,用导管自下而上将三角体内浇满混凝土,当入槽混凝土面高出槽口后,全部提出导管。这时就可以将混凝土料从此处直接倒入槽口,开始启动滑模,调整滑模的前进速度,并保持滑模倾角大于85°,使滑模移动速度与混凝土浇筑量相适应。随着滑模向前移动,滑模另一侧泥浆槽中的泥浆逐渐排出槽外。在整个浇筑过程中,滑模起到隔离混凝土与护壁泥浆的作用,保证混凝土内不混入泥浆,并保持混凝土面高出槽内的泥浆面,以防泥浆回灌到混凝土内。本次试验完成塑性混凝土防渗墙长73 m,混凝土浇筑量259 m3,成墙面积714 m2,浇筑强度约12 m3/h,见表2。
表2 塑性混凝土浇筑成果表
5 墙体开挖取样检查
在墙体浇筑28 d后,对墙体进行开挖取样检查。沿墙体上、下游开挖,开挖段长3 m,上游开挖深2m,下游开挖深5 m。开挖检查结果是防渗墙实际厚度0.25 m,墙体规则、连续,厚度均匀,骨料分布均匀,无泥浆夹层,水泥固结良好。取样检查结果是渗透系数k28=1.77×10-8cm/s,抗压强度r28=3.18~3.20 mpa,变形模量e28=400~450 mpa,达到了预期目的。
4 结 论
二道河子大桥40根混凝土灌注桩经仪器检测验桩后,无一断桩,施工过程中取40组混凝土试件,经压力试验,全部达到设计强度要求值25 mpa,压力试验结果平均强度为30.4 mpa,因此本次桥梁基础灌注桩的实施是优质成功的。
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