2008-08-27 13:51 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
前言
射水法造墻機(jī)是一種在砂質(zhì)軟土地基建造地下砼連續(xù)防滲墻的機(jī)具,它主要由在同一軌道上電動(dòng)行走的造孔機(jī)、混凝土澆筑機(jī)、混凝土拌和機(jī)組成。射水法造墻機(jī)的技術(shù)原理是,利用水泵及成型器中射水裝置形成高速射流的沖擊力破壞土層結(jié)構(gòu),水土混合物回流泥沙溢出地面,同時(shí)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)操縱成型器不斷上下沖動(dòng),進(jìn)一步破壞土層并切割修整孔壁,造成有規(guī)格的槽孔,且用一定濃度的泥漿固壁,隨后采用常規(guī)的水下砼直管澆筑法,建成砼或鋼筋砼單槽板,利用成型器側(cè)向特殊裝置將單槽板連成地下砼或鋼筋砼連續(xù)防滲墻。
射水法造墻機(jī)由福建省水科所研制,射水法造墻已在包括黃河、長(zhǎng)江在內(nèi)的國(guó)內(nèi)諸多大中城市堤防上應(yīng)用,已造墻200多萬(wàn)m2,受到國(guó)內(nèi)同行的認(rèn)可與贊譽(yù),F(xiàn)結(jié)合其在九龍江下游防洪堤三期工程的實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)行幾個(gè)方面的探討。
1、工程簡(jiǎn)介
該工程位于九龍江西溪和北溪的下游,是以保護(hù)漳州市區(qū)防洪安全的基礎(chǔ)設(shè)施。共分為七個(gè)堤段,其中屬于西溪流域的有五個(gè)堤段,分別為:康山土堤段長(zhǎng)5.038km;漳州石堤段長(zhǎng)2.175km;下洲土堤段長(zhǎng)3.0km;步文土堤段長(zhǎng)6.4km;漳州南岸土堤段長(zhǎng)1.33km.屬于北溪流域的有二個(gè)堤段,分別為:內(nèi)林土堤段長(zhǎng)3.42km;吳浦土堤段長(zhǎng)0.22km.
漳州市區(qū)防洪堤始建于1959年,1962年基本建成,1964年至1965年間進(jìn)行了續(xù)建配套,1973年至1974年及1982年進(jìn)行了加高培厚,1985年進(jìn)行了石堤堤基的防滲處理,1996年堤防工程除險(xiǎn)加固后,具有一定的抗洪能力,但個(gè)別堤段標(biāo)準(zhǔn)偏低,存在堤身堤基滲漏及河障阻水嚴(yán)重等問(wèn)題。為提高防洪能力,發(fā)揮整體效益,確保漳州市人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,興建本工程是必要的。工程按照新的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固擴(kuò)建,建設(shè)內(nèi)容是對(duì)堤身加高培厚(包括新做防浪墻和原有防浪墻加高加厚),堤身堤基防滲處理,防汛道路修建和堤身建筑物的加固改造,F(xiàn)工程建成后,保護(hù)市區(qū)防洪堤的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)由原50年一遇提高到百年一遇,漳州南岸堤段的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高至50年一遇,形成以保護(hù)漳州市區(qū)防洪安全為主要目標(biāo)的完整防洪體系。
本次射水法造墻主要集中在步文土堤段和內(nèi)林土堤段,步文土堤段長(zhǎng)6.40km,設(shè)計(jì)堤頂寬為5.0m,堤頂高程為9.47~10.70m,迎、背水坡比均為1:2.0.除1996年堤防工程除險(xiǎn)加固時(shí)已采用射水法打防滲墻的堤段(樁號(hào)1+415.7~1+404);尚未打防滲墻的堤段(樁號(hào)1+404~6+297),采用射水法建造地下懸掛式砼防滲墻,設(shè)計(jì)深度8~12.0m,總面積近4.0萬(wàn)平方米。工程設(shè)計(jì)墻體厚度0.22米,墻體砼強(qiáng)度10Mpa,墻體防滲系數(shù)為K=10-6cm/s,墻體垂直度小于1/300.
2、工程地質(zhì)概況
該段地質(zhì)經(jīng)勘察揭示地層均為第四紀(jì)沖洪積層及人工填土所覆蓋,堤基地層自上而下依次主要為:雜填土、粘土(淤泥層)、中砂層、卵礫石和花崗巖全風(fēng)化土。
第一層:雜填土,分布于表層,厚1~2米,含磚瓦碎塊垃圾等,極不均勻、松散、具有小孔洞。
第二層:粘土、淤泥層,分布于雜填土下部,灰黃色灰色,厚4~7米左右,較穩(wěn)定,表層粘土與下伏淤泥呈過(guò)渡關(guān)系,天然含水量50%~60%,高于液限,呈流塑和軟塑狀態(tài),比重2.61,干重度1.52~1.55X10KN/m3,孔隙比為1.4~2.0,內(nèi)聚力14.0Kpa,內(nèi)摩擦角1°43′。
第三層:中、粗砂層,厚度大,5~9米左右,以中、粗砂粒為主,含部分細(xì)砂,底部含少量礫石,該砂層夾有層厚0.5~4米不等的粘土和淤泥,以薄夾層(1~10㎝)多見(jiàn),延伸不遠(yuǎn),砂層比重2.63~2.67,干重度1.7~1.8X10KN/m3,孔隙比為0.81~0.88稍密-松散。不均勻系數(shù)一般為5~6,少量大于12,位于高程-10~0.0米。
第四層:卵石層,分布廣,厚度4~9米,粒徑2~7㎝,磨圓度好,成分較雜,分選性差,含有礫石、砂。
第五層:殘積層,花崗巖(花崗閃長(zhǎng)巖)全風(fēng)化土,粉質(zhì)土,含少量砂粒和粘粒,濕重度1.83X10KN/m3,內(nèi)聚力15Kpa,內(nèi)摩擦角22°。
由工程地質(zhì)資料表明,堤基地質(zhì)條件復(fù)雜,透水層深厚,為解決堤身堤基滲漏問(wèn)題,非常適合采用射水法造墻機(jī)建筑地下懸掛式垂直防滲墻。
3、影響因素及施工準(zhǔn)備
工程自1999年8月底開(kāi)工,采用射水法造墻二代機(jī)造墻,2001年3月完工。工程吸收了1996年造墻施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),把重點(diǎn)放到造孔和孔壁穩(wěn)定上,充分認(rèn)識(shí)到造孔和孔壁穩(wěn)定是防滲墻施工中的主要和關(guān)鍵,它受地層等自然條件影響最大,是影響工期、工程成本,甚至決定工程成敗的重要因素。影響造孔和孔壁穩(wěn)定因素主要有:
、拍酀{的質(zhì)量
、频叵滤坏母叩
、强妆谕馏w的組成和密實(shí)度
⑷孔長(zhǎng)度
、煽卓诘孛婧奢d(如吊車、裝載機(jī)、輔助施工設(shè)施等)
以上各因素中,孔壁土體的組成和密實(shí)度、孔長(zhǎng)度是由各堤段實(shí)際和采用的造墻機(jī)確定的;因此,工程指揮部制訂了施工堤段禁止通車,同時(shí)施工單位也在施工場(chǎng)地劃定了限制范圍,禁止有關(guān)施工機(jī)械和載重車輛靠近。下面談泥漿的質(zhì)量和地下水位的高低對(duì)造孔和孔壁穩(wěn)定影響:
4、泥漿的質(zhì)量影響
泥漿固壁機(jī)理:泥漿固壁即在槽孔施工的過(guò)程中,保持孔壁的穩(wěn)定,其機(jī)理是槽孔內(nèi)的泥漿壓力高于所在地層的地下水壓力,使泥漿滲入槽壁土體中,其中較細(xì)的顆粒進(jìn)入孔隙中,較粗的顆粒附著在孔壁上,形成泥皮。隨著泥皮厚度的增加,對(duì)水的流動(dòng)阻力也會(huì)增加,最終達(dá)到了平衡,水不再進(jìn)入地層,泥漿與土層被泥皮隔開(kāi)。泥漿所產(chǎn)生的側(cè)壓力通過(guò)泥皮作用在孔壁上,保證了槽壁的穩(wěn)定。
泥漿之所以能保證孔壁穩(wěn)定,其主要依據(jù):
、倌酀{靜壓力(固壁側(cè)壓力,取決于泥漿水頭和泥漿密度);
、谀酀{的強(qiáng)度(孔壁失穩(wěn)時(shí),泥漿受到擠壓,泥漿強(qiáng)度有陰止孔壁滑塌的作用);
、勰嗥(qiáng)度(泥皮有一定的粘接強(qiáng)度可以阻止孔壁滑塌);
④泥漿流動(dòng)的拖曳力(向上的拖曳力有利孔壁穩(wěn)定,向下的拖曳力對(duì)孔壁穩(wěn)定不利)。
1999年9月,在九龍江下游防洪堤三期工程步文堤段進(jìn)行堤身堤基射水法造墻施工。該堤段地下-15m~3.0m為中粗砂、卵石層。
設(shè)計(jì)從理論上采用泥漿固壁常用的計(jì)算泥漿密度公式計(jì)算:
γs={γh+[γoα+ (γe-γ)h]×K}/H
式中:γs為泥漿容重,KN/m3;
r為水的容重,kN/m3;
γo為地基干容重,kN/m3;
γe為地基土的飽和容重,kN/m3;
H為計(jì)算點(diǎn)距泥漿液面深度,m;
α為地下水面距地表面的深度,m;
h為計(jì)算點(diǎn)距地下水面的深度,m;
K為地基土的側(cè)壓力系數(shù)。
公式以孔壁穩(wěn)定為平衡條件,從理論上計(jì)算孔中某一計(jì)算點(diǎn)所需的泥漿密度,即該點(diǎn)的泥漿靜壓力,由公式可看出,h(即地下水位)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響最大,這里不考慮泥漿固壁其它要素。該施工地段,據(jù)土工實(shí)驗(yàn)得中粗砂層干容重為18kN/m3,飽和容重為21kN/m3,內(nèi)磨擦角為28度,地下水位高程按4.00m,堤頂高程按9.0m計(jì)算。按水利部SL174-96《水利水電混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》要求:造孔時(shí),所需孔口高程應(yīng)高出地下水位2.0m,采用上述公式計(jì)算(在射水法條件下,因泥漿流出孔口,故H=α+h)。
1、凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來(lái)源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標(biāo)明作者和出處。對(duì)于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問(wèn)題的,請(qǐng)作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實(shí)確認(rèn)后會(huì)盡快予以處理。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認(rèn)同該作品的觀點(diǎn)或真實(shí)性。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用,請(qǐng)與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負(fù)法律責(zé)任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。