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淺談土壩加固中劈裂式灌漿法的應用

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淺談土壩加固中劈裂式灌漿法的應用

山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2906


對建筑物地基進行灌漿是十分必要的。

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。(密度為0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年,廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲,固廢填埋防滲,污水處理廠防滲,人工湖防滲,尾礦處理等防滲工程。

因為地基在建造過程中或者在使用過程中很容易因自身技術、材料以及外部壓力導致內(nèi)部出現(xiàn)空隙和裂縫,這破壞了建筑的整體性和堅固性。尤其是對于土壩工程,要知道“千里之堤,潰于蟻穴”。一個很小的裂縫在經(jīng)過水流長期的壓迫,很容易以此為突破口形成更大的缺口,造成無法彌補的損失。灌漿技術就是針對這種情況而衍生的一種補救措施。它通過把液態(tài)的漿液灌入建筑物的裂縫中,恢復建筑物的抗?jié)B性和整體性。按照灌漿機理可以分為兩種灌漿手段:一是壓人式灌漿,一是采用較高壓力的裂隙的劈裂式灌漿。在土壩的灌漿技術中多使用劈裂式灌漿。  1、土壩壩體灌漿  劈裂灌漿在當前是通過大壩應力分布規(guī)律為依據(jù),通過一定的注漿壓力加工大壩沿軸方向劈裂,劈裂槽口灌注與同等級的水泥漿形成垂直防滲墻,同時,能夠良好的堵塞墻壁中存在的裂縫和空洞現(xiàn)象。在目前土壩結構中,土壩壩體灌漿技術的應用對于提高抗?jié)B性和完整性有著重要作用。在灌漿的時候,漿液的配合要能夠滿足壩體凹槽部分和空洞要求,同時這些空缺注漿要滿足審美設計要求,在河槽段的灌漿中,一般都是沿著軸線單排布孑L,如果壩體普遍碾壓質量不好時,在灌漿的時候孔位設置可以采用雙排或者多排進行布局,并且能夠適用于目前現(xiàn)階段岸坡和彎曲段要求。  2、土壩壩體劈裂式灌漿機理  堤壩劈裂灌漿技術的出現(xiàn)是灌漿技術一個新的里程碑,它在總結了傳統(tǒng)堤壩灌漿施工技術的基礎上,總結規(guī)律,進行創(chuàng)新,形成了一種投資小、見效快、技術簡單的灌漿技術。目前已被廣泛的運用到了水利工程項目當中。以下,我們根據(jù)泥漿劈裂的應力分析,闡述漿、壩互壓的機理。  2.1壩體的可灌性及泥漿劈裂的應力分析  在對壩體進行灌漿時,會產(chǎn)生一定的灌漿壓力,這種壓力的大小受壩體裂縫方向的長短和寬窄的影響。那么粘土泥漿能否為壩體進行劈裂式灌漿技術呢?經(jīng)過多次的實驗,我們可以發(fā)現(xiàn),土壩內(nèi)部的沙石層中具有或大或小的空隙,當空隙過大時,粘性泥漿不僅僅是以劈裂的形式出現(xiàn),還有可能逐漸滲透進壩體內(nèi)部;而當空隙偏小時,粘性泥漿只以劈裂的形式出現(xiàn)。所以說,只有當空隙的大小偏小的時候,粘性泥漿才可以用劈裂式技術進行灌漿。其可灌性的程度因灌漿壓力的大小以及心墻粘土的變形大小而變化。因此,只要沿著壩體的應力規(guī)律進行灌漿,就可以達到加固壩體的目的。  2.2漿、壩互壓的作用機理  事實證明,灌漿壓力越大,壩體材質之間的密度于小,壩體也就越整體和堅固。因為在外部壓力大的情況下,會不斷對壩體進行擠壓,迫使那些松軟的地方在一定范圍內(nèi)不斷的被壓實,這就屬于泥漿對壩體的作用原理,那么壩體又是怎么但作用于泥漿的呢?泥漿在停灌一段時間后,會隨著時間的推進慢慢凝固,強大的灌漿壓力也由此消失。這時原本被緊緊壓實的壩體會隨著壓力的消失而慢慢變得放松,向原本松軟的狀態(tài)推進,所以回彈壓縮泥漿,當然了這個回彈過程并不像灌漿那般劇烈。很多施工人員都會選擇反復實施這一步驟,多次運用漿、壩互壓的作用機理來穩(wěn)定壩體的內(nèi)部應力情況,實現(xiàn)加固壩體的目的。  2.3泥漿的排水固結  上面我們曾說過,灌漿停止后,孔口的灌漿壓力逐漸消失,當壓力徹底沒有時,泥漿中的孑L隙僅承受著泥漿柱的壓力。泥漿進行析水的過程就是為了減少泥漿柱的壓力,從而減Axle隙的壓力。當析水完成后,泥漿慢慢排水由液態(tài)向固態(tài)轉變。壩體的壓力大小是自上而下逐漸增強的過程,所以,固結泥漿的根部所承受的壓力最大,頂部最小,因此,固結的垂直先后順序就是自上而下。因為泥漿的排水過程是按照由外向里的順序進行的,所以泥漿最先水平方向固結的就是泥漿外部,然后再慢慢向中心凝結。這樣的固結順序可以增強壩體的防滲性和穩(wěn)固性。  2.4泥漿對壩體的相互填充作用  由于劈裂式灌漿是通過漿液作為主要的能量載體,因此在施工填充的過程中存在著很大的作用和效果。泥漿充填壩體內(nèi)部被劈開的灌漿通道,以及與通道相連的各種原有裂縫、洞穴等,充填作用與劈裂灌漿作用是同時進行的!隨灌,隨劈,隨充填,達到縫開,漿到,料滿。隨著復灌次數(shù)的增加,泥漿多次充填擠壓,使原壩體得到擠壓、密實,與漿體帷幕一起形成較高的防滲能力,因而達到充填壩體隱患和構造防滲帷幕的目的。  2.5濕陷作用  濕陷作用是因為壩體的質量或者土壤的性質發(fā)生了改變而產(chǎn)生的。是一種良性的作用,對壩體整體的穩(wěn)定性有著提升作用。顧名思義,濕陷作用是因為多余的水分進入壩體而造成的,水分又是隨著泥漿灌溉而進入壩體,影響了壩體的性質,減少了弱應力區(qū)范圍。這種作用只會在灌漿過程中產(chǎn)生,灌漿越多越,灌漿壓力越大,濕陷作用越明顯;相反,隨著灌漿的停止,濕陷作用越小。  3、工程實例分析  某水庫屬小型水庫,為黏土心墻土壩,最大壩高1 8.7m,總庫容256萬立方米,庫容192萬立方米。水庫大壩竣工于20世紀70年代,當時主要依靠群眾施工筑壩,土壩碾壓質量較差,壩體內(nèi)有土塊架空,且經(jīng)過多年的水壓作用,壩體部分已出現(xiàn)險情,滲漏水現(xiàn)象嚴重,對壩體進行加固處理刻不容緩。灌漿設計是在壩體軸線布l排孔,分兩次序施灌,孔距為6m,根據(jù)壩體隱患和表現(xiàn)病態(tài),定河槽段孔深最大為20m,河槽段漿體厚度為20em,岸坡段以孔口壓力控制,漿液先稀后稠,比重每立方米12.4—13.4kN。灌漿孔口壓力,以始灌的啟開峰值為根據(jù),要求在時間允許的情況下,盡量增加復灌次數(shù),才能保障工程質量。  4、 結論  隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,各種新技術運用到施工程序當中,劈裂式灌漿技術就是一種加固土壩的良性技術。其表現(xiàn)出來的優(yōu)點應經(jīng)被更多的人所接受和采用。目前,劈裂式灌漿技術還只是應用在一些中小型的土壩工程當中。在具體的操作中還存在著很多缺陷。但不可否認的是,劈裂式灌漿技術必然成為對土壩進行加固的主要手段。這項技術還有很大的發(fā)展空間


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