CN105350520B - 深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了对深厚砂卵石地基加固及防渗处理技术和施工方法，在处理地基轴线的两侧布置钢筋混凝土防渗墙，在防渗墙所包含的砂卵石地基内灌注水泥浆，经过一段时间养护，使砂卵石凝结，形成人工的混凝土地基，从而达到加固和防渗处理深厚砂卵石地基的目的。

Description

深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法

技术领域

本发明涉及的是深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，属于水利水电工程领域。

背景技术

随着国家对西藏社会经济发展的重视，各种基础设施建设如火如荼，如交通、市政及水利水电工程建设的飞速发展。作为清洁可再生能源的水电开发建设，进入二十一世纪，西藏先后建设了直孔水电站（装机10万KW）、雪卡电站（装机4万KW）、老虎嘴电站（装机10.2万KW）、多布电站（装机10万KW）及西藏最大的藏木电站（装机51万KW）。截至2010年12月止，西藏已建大小水电站500多座，总装机100万KW。然而，在进行水电工程建设时，西藏的河床主要是砂卵石地基，深度均达几百米以上，因而面临着对深厚砂卵石地基加固和防渗处理问题。已建的许多电站处理方法及措施主要就是打桩基和做防渗墙，桩基承载，防渗墙防止渗漏。施工时桩基基本都深达百米，因而成本较高，不很经济。因此，需要解决采取既经济又能达到加固和防渗效果的砂卵石处理技术的技术问题。

发明内容

本发明涉及的是深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，通过在处理地基轴线两侧布置钢筋混凝土防渗墙，对防渗墙所包含的砂卵石地基内灌注水泥浆，经过一段时间养护，使砂卵石凝结，形成人工的混凝土地基，从而达到加固和防渗处理深厚砂卵石地基的目的。

技术方案：

深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，包括如下步骤：

第1步：在处理地基轴线两侧，分别开挖施工防渗槽，并在防渗槽内放入钢筋笼；

第2步：在防渗槽中浇筑混凝土，形成防渗墙；

第3步：在防渗墙之间的的砂卵石地基内，布置灌浆孔，再灌注水泥浆，经过养护之后形成地基加固结构。

所述的灌浆孔采用并列或错列方式布置。

在第3步中，在灌浆孔3周边水泥未凝结之前，应不使用设备对基地进行碾压。

在第3步中，灌注水泥浆是采用加压灌注的方式。

在另外一个实施方式中，所述的第1步中，所述的钢筋笼包括有位于两侧面的钢筋网板，钢筋笼内部还设置有一层内衬网隔板，内衬网隔板的孔径小于钢筋网板的孔径；内衬网隔板贴紧于朝向砂卵石地基一侧的钢筋网板上；在第1步之后，再在砂卵石地基内部钻出排气孔，再向排气孔中加入高压气体，使地基中的含水、细沙从地基中排出，再从防渗槽中将排出的含水、细水抽出；再进入第2步。

发明效果：在防渗墙所包含的砂卵石地基内灌注水泥浆，砂、卵石为天然材料，与水泥浆凝固后，便成为天然的混凝土，混凝土具有较高的抗压强度，能够承受较大的上部荷载。灌注水泥浆的成本远远低于成桩的成本，因而其经济效益明显。两侧的钢筋混凝土防渗墙具有明显防渗作用，中部的砂卵石凝固后成为混凝土也具有一定的防渗效果，因而这种处理技术与措施同时达到了加固和防渗的效果。

附图说明

图1是对砂卵石地基的轴线两侧开挖防渗槽的示意图；

图2是在防渗槽中装入钢筋笼和浇筑成防渗墙的示意图；

图3是两侧形成防渗墙的示意图；

图4a是在防渗墙之间的地基上钻出灌浆孔的结构示意图（并列式）；

图4b是在防渗墙之间的地基上钻出灌浆孔的结构示意图（错列式）；

图5是在灌浆孔中浇筑水泥浆时的孔位置示意图；

图6是采用压气排水和泥沙进行施工的示意图。

其中，1、防渗墙；2、砂卵石地基；3、灌浆孔；4、钢筋笼；5、防渗槽；6、钢筋网板；7、内衬网隔板；8、压气孔；9、支撑钢筋。

具体实施方式

实施例1

如图1～3所示，对西藏深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，主要是通过在地基处理两侧的浇筑防渗墙1和在两面防渗墙1所包含的砂卵石地基2内布置灌浆孔3，再灌注水泥浆。由于在防渗墙所包含的砂卵石地基内灌注水泥浆，砂、卵石为天然材料，与水泥浆凝固后，便成为天然的混凝土，混凝土具有较高的抗压强度，能够承受较大的上部荷载。灌注水泥浆的成本远远低于成桩的成本，因而其经济效益明显。两侧的钢筋混凝土防渗墙具有明显防渗作用，中部的砂卵石凝固后成为混凝土也具有一定的防渗效果，因而这种处理技术与措施同时达到了加固和防渗的效果。

现结合施工方法做进一步的说明。

如图1，先进行地基轴线两侧的防渗墙1施工，防渗墙1的尺寸长L ×高H×厚α是根据具体工程项目设计验算确定。如图1，先在处理地基轴线两侧，平行于轴线方向，开挖防渗槽5；如图2，再在开挖好的防渗槽5内放入预先编制好的钢筋笼4，再在钢筋笼4中进行浇筑混凝土，形成钢筋混凝土的防渗墙1。深厚砂卵石地基沿纵向两头与河岸的连接也要做好防渗处理。最终在两侧形成钢筋混凝土的防渗墙1（图3），之间包含的是砂卵石地基2。

接下来，如图4a和图4b所示，在防渗墙1所包含的砂卵石地基2内布置灌浆孔3，图4a所示的是并列布置，图4b所示的是错列布置。灌浆孔3的布置尽量要保证在灌浆时浆液能在砂卵石地基中将孔隙填密实，防止出现裂缝，影响整体性和强度。灌浆的设计要符合下述要求：①加固的功能原则，灌浆的方案要有良好的可操作性，能取得良好的灌浆效果，满足项目的灌浆目的和要求。②工程方案的适用原则，既定的灌浆方案，适合项目的工程地质、周围人文环境、建筑物本身特定情况。③项目的经济原则，灌浆方案应通过工程技术经济对比分析，在满足可用性、可靠性等功能要求下，保证工程造价较低，经济上能接受。④方案的可实施性原则，在已掌握现有的技术条件下，灌浆的工程规模、技术参数与指标容易操控，同时要使灌浆方案技术先进。⑤ 施工安全原则，可靠的灌浆方案同时要满足建筑整体结构的安全性，对于不能停产的建筑物，要保证施工期间建筑物的正常使用，还要满足项目施工人员的人身安全。 ⑥ 保护环境原则，灌浆方案的全过程，要避免对周围环境的污染保持在最低限度内。因此要特别重视对施工工艺与灌浆材料的选择。灌浆设计要依据实际工程条件，满足上述各方面的要求和条件，恰当选择灌浆的主要技术参数，充分发挥灌浆技术的功能。在实际灌浆施工前，都要通过灌浆试验进行对比分析，确定灌浆方案。在选择灌浆方案时，要将技术上的可行性、材料对人体和环境的危害、经济上的合理性综合在一起考虑。对人文环境的影响已经成为方案取舍的决定性因素，经济合理性包括浆液的材料是否易获取，工期能否保证。在施工过程中必须进行灌浆观察和记录，严格按照设计和工艺进行，以确保工程质量。灌浆质量控制的好，不能保证地基经过灌浆处理后的效果就好，因为灌浆工艺的大部份关键环节都是岩土体中完成，隐蔽性强。为了掌握灌浆的效果，还要在灌浆结束后，进行适当的检查和试验，掌握灌浆的效果，了解地基土处理后的物理力学性质。检测的目的主要是将地基土的处理前后数据比较，检测的值包括灌浆前后土的强度、密度、渗透系数、地基土的电阻率等参数。同时也可按对灌浆处理的两个标准进行检测。一是防渗标准的检测方法：有压水试验法、抽水试验法、孔内探头观测等。二是强度变形和变形标准的检测方法：有标准贯入试验、γ射线检测、弹性波法、电阻率法、现场载荷试验、原位取样等。浆液扩散半径的范围也是一个重要评价指标，方法有开挖探坑观察、贯入试验检测、同位素放射线标定、电阻法、弹性波探测法、原位取样等。

另外，当在地基的两侧浇筑了防渗墙1之后，那么在砂卵石地基2中的水、细沙等就不容易排出，而此时再进行钻出灌浆孔3、再通过灌浆孔浇筑水泥浆时，会存在着浇筑的水泥在地下受到地下含水的影响，其强度会受到影响；另外一个方面，本领域技术人员知晓当大、小砂卵石相互混合时，小砂卵石可以嵌入大砂卵石之间，形成填充结构，这种结构中既能够形成较好的稳定填充、同时也具有一定的缝隙，这些缝隙之间可以渗入水泥浆，最终由大、小砂卵石、水泥浆形成稳定的防渗结构。而如果在大、小砂卵石之间还渗有细沙和地下水时，会阻止水泥的正常渗出，影响了防渗结构的形成。因此，在本发明的另外一个实施方式中，采用了如下的钢筋笼4结构以及施工方法，如图6所示，首先，在砂卵石地基2的轴线两侧，开挖防渗槽5，然后在防渗槽5中放置钢筋笼4，在这个实施方式中的钢筋笼4的两面上都是有一层钢筋网板6，而在这两层钢筋网板6之间还设置有一层内衬网隔板7，这一层的内衬网隔板7最好是贴合于朝向砂卵石地基2的一侧的钢筋网板6上，在这种结构中，两侧的钢筋网板6起到的作用一方面是支撑起整个钢筋笼4的作用，另一方面可以防止较大的砂卵石渗入防渗槽5中（也可以在两侧的钢筋网板6之间再设置支撑钢筋9，以提高钢筋笼4的结构强度）。接下来，在砂卵石地基2之间钻出压气孔8，然后采用常规的压气方式，向压气孔8中施加高压气体，例如CO₂、空气、氮气等，由于受到气压的作用，砂卵石地基2中的含水、细沙就会向防渗槽5中排出，由于钢筋网板6只能起到防止大颗粒砂卵石渗出的作用，因此，较小的砂卵石就会被贴合在钢筋网板6上的内衬网隔板7所拦截，而使地基中的含水、细沙透过内衬网隔板7，进入至防渗槽5中；接下来，再用泥浆抽吸的方式，从防渗槽5中将含有细沙、水的泥浆抽出，再依照上述的方式，在防渗槽5中浇筑水泥，形成防渗墙1，并且再按照上述的方式，在砂卵石地基2中钻出灌浆孔3并浇筑水泥，压气孔8中可以采用填充、浇筑水泥等方式填充、施工。由于采用这种方式，避免了防渗墙1锁住了地基中的泥沙、水，而将这些水、沙排出了地基，因此，在进行钻灌浆孔3之前的地基中主要含有的是大、小砂卵石混合形成的填充结构，有效地避免了泥沙和水的存在对高压注浆中水泥的渗透过程产生的影响，最终形成的地基结构更加稳固。

Claims (4)

1.深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

第1步：在处理地基(2)轴线两侧，分别开挖施工防渗槽(5)，并在防渗槽(5)内放入钢筋笼(4)；

第2步：在防渗槽(5)中浇筑混凝土，形成防渗墙(1)；

第3步：在防渗墙(1)之间的的砂卵石地基(2)内，布置灌浆孔(3)，再灌注水泥浆，经过养护之后形成地基加固结构；

所述的第1步中，所述的钢筋笼(4)包括有位于两侧面的钢筋网板(6)，钢筋笼(4)内部还设置有一层内衬网隔板(7)，内衬网隔板(7)的孔径小于钢筋网板(6)的孔径；内衬网隔板(7)贴紧于朝向砂卵石地基(2)一侧的钢筋网板(6)上；在第1步之后，再在砂卵石地基(2)内部钻出压气孔(8)，再向 压气孔(8)中加入高压气体，使地基中的含水、细沙从地基中排出，再从防渗槽(5)中将排出的含水、细水抽出；再进入第2步。

2.根据权利要求1所述的深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，其特征在于：所述的灌浆孔(3)采用并列或错列方式布置。

3.根据权利要求1所述的深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，其特征在于：在第3步中，在灌浆孔(3)周边水泥未凝结之前，应不使用设备对基地进行碾压。

4.根据权利要求1所述的深厚砂卵石地基加固及防渗的施工方法，其特征在于：在第3步中，灌注水泥浆是采用加压灌注的方式。