土壩加固中劈裂式灌漿法的應(yīng)用

    對建筑物地基進(jìn)行灌漿是十分必要的。因?yàn)榈鼗诮ㄔ爝^程中或者在使用過程中很容易因自身技術(shù)、材料以及外部壓力導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)空隙和裂縫，這破壞了建筑的整體性和堅(jiān)固性。尤其是對于土壩工程，要知道“千里之堤，潰于蟻穴”。一個(gè)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(bǔ)的損失。灌漿技術(shù)就是針對這種情況而衍生的一種補(bǔ)救措施。它通過把液態(tài)的漿液灌入建筑物的裂縫中，恢復(fù)建筑物的抗?jié)B性和整體性。按照灌漿機(jī)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(shù)中多使用劈裂式灌漿。

　　1、土壩壩體灌漿

　　劈裂灌漿在當(dāng)前是通過大壩應(yīng)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(shí)，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(jié)構(gòu)中，土壩壩體灌漿技術(shù)的應(yīng)用對于提高抗?jié)B性和完整性有著重要作用。在灌漿的時(shí)候，漿液的配合要能夠滿足壩體凹槽部分和空洞要求，同時(shí)這些空缺注漿要滿足審美設(shè)計(jì)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(zhì)量不好時(shí)，在灌漿的時(shí)候孔位設(shè)置可以采用雙排或者多排進(jìn)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(jī)理

　　堤壩劈裂灌漿技術(shù)的出現(xiàn)是灌漿技術(shù)一個(gè)新的里程碑，它在總結(jié)了傳統(tǒng)堤壩灌漿施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)規(guī)律，進(jìn)行創(chuàng)新，形成了一種投資小、見效快、技術(shù)簡單的灌漿技術(shù)。目前已被廣泛的運(yùn)用到了水利工程項(xiàng)目當(dāng)中。以下，我們根據(jù)泥漿劈裂的應(yīng)力分析，闡述漿、壩互壓的機(jī)理。

　　2．1壩體的可灌性及泥漿劈裂的應(yīng)力分析

　　在對壩體進(jìn)行灌漿時(shí)，會(huì)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(jìn)行劈裂式灌漿技術(shù)呢?經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，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(dāng)空隙過大時(shí)，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(jìn)壩體內(nèi)部；而當(dāng)空隙偏小時(shí)，粘性泥漿只以劈裂的形式出現(xiàn)。所以說，只有當(dāng)空隙的大小偏小的時(shí)候，粘性泥漿才可以用劈裂式技術(shù)進(jìn)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(yīng)力規(guī)律進(jìn)行灌漿，就可以達(dá)到加固壩體的目的。

　　2．2漿、壩互壓的作用機(jī)理

　　事實(shí)證明，灌漿壓力越大，壩體材質(zhì)之間的密度于小，壩體也就越整體和堅(jiān)固。因?yàn)樵谕獠繅毫Υ蟮那闆r下，會(huì)不斷對壩體進(jìn)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(shí)，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(shí)間后，會(huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)慢慢凝固，強(qiáng)大的灌漿壓力也由此消失。這時(shí)原本被緊緊壓實(shí)的壩體會(huì)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(jìn)，所以回彈壓縮泥漿，當(dāng)然了這個(gè)回彈過程并不像灌漿那般劇烈。很多施工人員都會(huì)選擇反復(fù)實(shí)施這一步驟，多次運(yùn)用漿、壩互壓的作用機(jī)理來穩(wěn)定壩體的內(nèi)部應(yīng)力情況，實(shí)現(xiàn)加固壩體的目的。

　　2．3泥漿的排水固結(jié)

　　上面我們曾說過，灌漿停止后，孔口的灌漿壓力逐漸消失，當(dāng)壓力徹底沒有時(shí)，泥漿中的孑L隙僅承受著泥漿柱的壓力。泥漿進(jìn)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(dāng)析水完成后，泥漿慢慢排水由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變。壩體的壓力大小是自上而下逐漸增強(qiáng)的過程，所以，固結(jié)泥漿的根部所承受的壓力最大，頂部最小，因此，固結(jié)的垂直先后順序就是自上而下。因?yàn)槟酀{的排水過程是按照由外向里的順序進(jìn)行的，所以泥漿最先水平方向固結(jié)的就是泥漿外部，然后再慢慢向中心凝結(jié)。這樣的固結(jié)順序可以增強(qiáng)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(shí)進(jìn)行的!隨灌，隨劈，隨充填，達(dá)到縫開，漿到，料滿。隨著復(fù)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(shí)，與漿體帷幕一起形成較高的防滲能力，因而達(dá)到充填壩體隱患和構(gòu)造防滲帷幕的目的。

　　2．5濕陷作用

　　濕陷作用是因?yàn)閴误w的質(zhì)量或者土壤的性質(zhì)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?yàn)槎嘤嗟乃诌M(jìn)入壩體而造成的，水分又是隨著泥漿灌溉而進(jìn)入壩體，影響了壩體的性質(zhì)，減少了弱應(yīng)力區(qū)范圍。這種作用只會(huì)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(shí)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(jì)70年代，當(dāng)時(shí)主要依靠群眾施工筑壩，土壩碾壓質(zhì)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(xiǎn)情，滲漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，對壩體進(jìn)行加固處理刻不容緩。灌漿設(shè)計(jì)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(shí)間允許的情況下，盡量增加復(fù)灌次數(shù)，才能保障工程質(zhì)量。

　　4、 結(jié)論

　　隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)運(yùn)用到施工程序當(dāng)中，劈裂式灌漿技術(shù)就是一種加固土壩的良性技術(shù)。其表現(xiàn)出來的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)經(jīng)被更多的人所接受和采用。目前，劈裂式灌漿技術(shù)還只是應(yīng)用在一些中小型的土壩工程當(dāng)中。在具體的操作中還存在著很多缺陷。但不可否認(rèn)的是，劈裂式灌漿技術(shù)必然成為對土壩進(jìn)行加固的主要手段。這項(xiàng)技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。

泥漿 土壩 壓力

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