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注浆碎石桩工艺原理及对坝体渗漏的施工处理

来源:学术堂 作者:姚老师
发布于:2014-07-08 共1777字
论文摘要

  1、 工程地质概况

  坝体填筑料为碎块石含黏性土,碎块石多呈片状,其碾压密实度不够,蓄水后由于渗漏过水导致黏土流失而形成块石架空和坝后局部塌陷。在勘探中发现局部河床部位基岩与坝体黏土结合处接触不良,且坝基岩石部分未做防渗处理。坝基岩性为层状砂岩和页岩,岩石走向为接近水平状倾角,逐年的过水导致水库渗漏破坏尤为严重,水库坝体存在渗漏、渗稳等问题。

  2、 注浆碎石桩工艺原理

  注浆碎石桩是近些年施工中出现的一种软基处理的施工技术,是在碎石桩的基础上对桩身采用注浆技术进行固结加固,进而成为一个完整的防渗体。与高压旋喷桩相结合,在坝体中形成一道具有防渗和抗剪切的连续防渗墙,从而达到对坝体渗漏和稳定等问题的治理。

  施工中采用冲击钻机,在成孔的过程中,钻头的冲击力对地层起到挤密、击实作用,提高了桩基的承载力及压缩模量。施工中泥浆对桩身周围空洞裂隙,起到充填和阻塞作用。通过对坝体进行碎石置换,在碎石桩中进行注浆等工艺措施,形成注浆碎石桩,其抗剪切能力、防渗能力及变形能力都可以得到提高。

  3、 注浆碎石桩施工

  3.1 施工工艺

  设备选用 ZZ- 6 型冲击钻,在防渗帷幕线上冲击成孔,清理桩孔达到设计要求后,方可在桩孔内下入注浆管。先采用高速搅拌机制浆,然后用灌浆泵注浆,最后边投入碎石边灌浆,直至孔口返出一定比重的水泥浆,方可起出注浆管。

  3.2 桩位布置和设计

  依据勘察资料和工程实际情况,桩号 0-010~0+140m,宜采用注浆碎石桩。注浆碎石桩防渗线距上游坝肩 1.8m,单排布置,桩径 0.8m,桩间距 1.5m,碎石桩间连接采用高压旋喷灌浆进行衔接处理。

  3.3 工艺流程

  工艺流程分别为:放样、桩机就位、调平桩机、开挖井口、埋设护筒、冲击成孔、置换泥浆、下入注浆管、边注浆边投料、回灌、桩头清理。

  3.4 施工参数

  碎石桩设计为单排,桩孔中心距大坝上游坡肩 1.8m,桩距1.5m,孔径 0.8m,分两序施工,深入基岩 1.5~2.0m。

  A.设备。设备安装应水平牢稳,碎石桩中心与天车前沿保持铅直。

  B.护筒埋设。护筒采用钢板卷制焊接而成。人工开挖达到护筒下入要求深度,护筒中心与桩中心重合,两中心偏差小于50mm ,并保持护筒的垂直度。

  C.泥浆作用。对冲击钻进来说,泥浆主要是护壁,在施工中要根据地层条件适当地调节泥浆性能。

  D.泥浆护壁。冲击钻进时,桩孔内的泥浆液面应高于地下水稳定水位 2.0m。置换清孔后泥浆比重<1.2,含砂率≤5%,黏度≤25S。桩孔成孔过程中,一旦发现浆液流失或严重漏浆,可采用提高浆液黏稠度、配制水泥浆液和回填黏土振实、挤密等技术手段,以保持孔壁稳定。

  3. 5 成孔工艺及措施

  为防止坝体因冲击而造成变形,选用特制贯通式冲击钻头直径 800mm,桩孔内岩屑采用特制淘渣筒来捞取,成孔直径≥800mm ,深入基岩 1.5~2.0m。桩孔开始冲击时,钻头落距要小,以降低冲击力,最好在 500~1 000 mm。在冲击钻头和升降钢丝绳之间,安置钻头自转方向的设施,升降绳与冲击钻头成垂直状态。进入基岩时,冲击钻头落距要降低,防止桩孔偏斜。冲击钻进时,要注意发生卡钻和掉钻现象,要用淘渣筒清理岩屑,以防止孔壁坍塌。

  4、 施工中的特殊情况处理

  4.1 浆液漏失处理

  在冲击钻进过程中,时常发生孔壁坍塌和泥浆漏失情况,所以在冲击钻进时,泥浆的比重、黏稠度及桩孔内浆液液面的高度要控制好,可依据具体的情况采取措施。

  4.2 注浆管预防堵塞的措施

  下注浆管之前,采用橡胶套将喷射孔部位套牢,防止岩屑等杂物堵塞,注浆时随注浆压力升高将橡皮套涨裂进行注浆。为了预防因停电或者设备原因而导致注浆中断,可增设一个备用的注浆副管。出现断桩后,宜在桩孔周边采用高压旋喷灌浆技术进行补救。

  5、 施工质量检查

  在碎石桩的冲击钻进施工中,发现有泥浆流失严重。坝后排水沟内三角堰口的水量明显减少。当碎石桩与高压旋喷桩连接成墙后,三角堰口的水量只有处理前的 10%。综上说明坝体经过施工处理后,解决了大坝整体的渗漏问题。

  6、 结论

  实践证明,注浆碎石桩法对坝体有防渗的作用,此方法能够增大坝体的抗滑力,且经济合理,在类似地质条件下处理严重渗漏坝体是可行的。

  参考文献:
  [1] 谢任之.溃坝水利学[M].济南:山东科技出版社,1993.
  [2] 麦家煊.水工建筑物[M].北京:清华大学出版社,1991.
  [3] 顾晓陆,刘惠珊.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
  [4] 黄胜方.土石坝老化病害治理与溃坝分析研究[D].安徽:合肥工业大学,2007.

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