土壩加固中劈裂式灌漿法的應用

 土壩加固中劈裂式灌漿法的應用

    對建筑物地基進行灌漿是十分必要的。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(jié)構(gòu)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(zhì)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(jié)了傳統(tǒng)堤壩灌漿施工技術的基礎上，總結(jié)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(zhì)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(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(zhuǎn)變。壩體的壓力大小是自上而下逐漸增強的過程，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(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(gòu)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(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(zhì)，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(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(zhì)量。

　　4、 結(jié)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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