射水法造孔影響因素的

射水法造孔影響因素的探討前言射水法造墻機(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xx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xx西溪和北溪的下游，是以保護(hù)xx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；xx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；xx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。xx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xx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，xx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)xx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：=1\*GB2⑴泥漿的質(zhì)量=2\*GB2柄⑵覺(jué)地下水位的高迫低=3\*GB2聯(lián)⑶銷(xiāo)孔壁土體的組叉成和密實(shí)度=4\*GB2⑷孔長(zhǎng)度=5\*GB2債⑸僑孔口地面荷載碧（如吊車(chē)、裝彩載機(jī)、輔助施當(dāng)工設(shè)施等）罷以上各因素中回，孔壁土體的導(dǎo)組成和密實(shí)度蓄、孔長(zhǎng)度是由鼓各堤段實(shí)際和班采用的造墻機(jī)雙確定的；因此貧，工程指揮部程制訂了施工堤納段禁止通車(chē)，陡同時(shí)施工單位復(fù)也在施工場(chǎng)地錫劃定了限制范墻圍，禁止有關(guān)流施工機(jī)械和載術(shù)重車(chē)輛靠近。予下面談泥漿的搖質(zhì)量和地下水賣(mài)位的高低對(duì)造援孔和孔壁穩(wěn)定源影響：騙4峰、泥漿的質(zhì)量衣影響偶泥漿固壁機(jī)丸理把:梨泥漿固壁即在碑槽孔施工的過(guò)完程中，保持孔撫壁的穩(wěn)定，其淹機(jī)理是槽孔內(nèi)衰的泥漿壓力高料于所在地層的杠地下水壓力，就使泥漿滲入槽偽壁土體中，其肉中較細(xì)的顆粒莊進(jìn)入孔隙中，環(huán)較粗的顆粒附壘著在孔壁上，乳形成泥皮。隨服著泥皮厚度的役增加，對(duì)水的亞流動(dòng)阻力也會(huì)敬增加，最終達(dá)院到了平衡，水馳不再進(jìn)入地層容，泥漿與土層懼被泥皮隔開(kāi)。大泥漿所產(chǎn)生的蠟側(cè)壓力涉通過(guò)泥皮作用舉在孔壁上，保邊證了槽壁的穩(wěn)才定。稼泥漿之所以能辦保證孔壁穩(wěn)定宣，其主要依據(jù)澡：鞋①愁泥漿靜壓力（犁固壁側(cè)壓力，圈取決于泥漿水璃頭和泥漿密度殿）戰(zhàn)；擱②天泥漿的強(qiáng)度（撓孔壁失穩(wěn)時(shí)，區(qū)泥漿受到擠壓姑，泥漿強(qiáng)度有慌陰止孔壁滑塌疾的作用）胃；牽③層泥皮強(qiáng)度（泥精皮有一定的粘鉗接強(qiáng)度可以阻兵止孔壁滑塌）匯；愈④液泥漿流動(dòng)的拖路曳力（向上的繁拖曳力有利孔才壁穩(wěn)定灑，撤填向下的拖曳力秋對(duì)孔壁穩(wěn)定不舟利）。東199昏9饞年誓9短月，在區(qū)xx脅下游防洪堤三芝期工程步文堤滴段進(jìn)行堤身堤話基射水法造墻系施工。該堤段字地下紙-15m廳～珍3.0m渾為中粗砂、卵摟石層。削設(shè)計(jì)從理論上腳采用泥漿固壁蘿常用的計(jì)算泥校漿密度公式計(jì)服算：主γ遣s目=羞｛叼γ夫h宿+辰［類(lèi)γ敵o仁α膀+首(贈(zèng)γ誘e做-執(zhí)γ蜜)楚h華］系×叢K爹｝螞／目H蝶棟張式中更：和γ踏s烈為泥漿容重暖，重KN/m愈3喝；屑與嚷r怠為水的容重皮，慕kN/m折3鬧；槐γ耍o到為地基干容重慈，貧kN/m滑3嘩；鷹γ懼e育為地基土的飽幫和容重肺，瞇kN/m滴3斬；維H剃為計(jì)算點(diǎn)距泥功漿液面深度牧，條m畏；拘紗壇α由為地下水面距哄地表面的深度報(bào)，粗m慶；坐廟h沿為計(jì)算點(diǎn)距地離下水面的深度失，耍m疲；嚇K翻為地基土的側(cè)定壓力系數(shù)。侮公式以孔壁穩(wěn)訴定為平衡條件蠶，從理論上計(jì)把算孔中某一計(jì)俱算點(diǎn)所需的泥牢漿密度，即該在點(diǎn)的泥漿靜壓桐力，由公式可冰看出丟，罪h振（即地下水位秀）對(duì)計(jì)算結(jié)果負(fù)影響最大，這仔里不考慮泥漿保固壁其它要素血。該施工地段伏，據(jù)土工實(shí)驗(yàn)飯得中粗砂層干遺容重簡(jiǎn)為兄18kN/m繪3類(lèi)，飽和容重荒為紗21kN/m遠(yuǎn)3淡，內(nèi)磨擦角丟為蜓2家8護(hù)度，地下水位辛高程按辦4.00m領(lǐng),具堤頂高程按覆9.0m遇計(jì)算。按水利譯部來(lái)SL174-即9扎6姨《水利水電混釘凝土防滲墻施返工技術(shù)規(guī)范》屈要求：造孔時(shí)伐，所需孔口高叢程應(yīng)高出地下陳水位嘉2.0m昨，采用上述公疑式計(jì)算（在射字水法條件下，窩因泥漿流出孔封口，聲故澇H柔=王α歌+洪h駛）。當(dāng)在堤頂鈴造孔時(shí)，得泥餡漿密度如下表沿：麥泥漿濃度計(jì)算脈表錫計(jì)算點(diǎn)深度抗H訓(xùn)（米）常計(jì)算泥漿濃營(yíng)度尋γ猛s扮（隱KM/M政3毒）吼12彈11.5免11咬11.3招10筑11夸9姥10.7初8份10.3社7燥9.7<10受6枕9姓5浙8著4似6.5萌實(shí)際施工中影酷響因素很多，秩一般采用黏土捎制出泥漿密息度逃11KN/m廁3銀-12KN/黑m險(xiǎn)3住。在本工程堤科頂造孔中，由狼于地下水位離劃堤頂較深，孔膝口高出地下水皇位近劃4.臨0械米斷，按計(jì)算結(jié)果融制出泥漿密肆度簡(jiǎn)11.5K綁N/m彈3難，在造孔時(shí)孔肝壁良好，幾乎潛沒(méi)碰到困難就結(jié)順利造成單塊往混凝土槽板。身5黎、地下水位高芹低的影響來(lái)當(dāng)在堤腳造孔盆時(shí)，得泥漿密根度如下表：湯泥漿濃度計(jì)算趟表染計(jì)算點(diǎn)深度恨H疫（米）扮計(jì)算泥漿濃甘度瘋γ像s適（失KM/M殲3呀）狼(員降水后崖)測(cè)計(jì)算泥漿濃庭度里γ嫩s喬（也KM/M己3廣）扯7.5從13.5等12.5杜7修13.4處12.4廣6禮13.3螞12珠5串13.2逃11.7羊4銀13抖11.2五3呆12.7還10.23拖2吵12中8.4芽1慧10.2間撥在本工程堤腳留造孔中，由于拾孔口高出地下蛇水位僅咸0.軌5慮米泄，按計(jì)算結(jié)果沈制出泥漿密活度清13.5K拜N/m愈3雞。道第一次在孔口砌高出地下水位剪0.5m評(píng)時(shí)開(kāi)始造孔，熊孔深到地下般4.0m促左右時(shí)發(fā)現(xiàn)反即循環(huán)出渣管口沾出沙不少，但佛造孔進(jìn)尺緩慢容，很快，孔口謊塌方了，范圍蝶在鍛1.5m蠶左右。第二天問(wèn)因河水下降地避下水位有所下磁降，孔口高出造地下水位規(guī)1.0m代，在原孔位又尸開(kāi)始造孔，孔登中泥漿密度達(dá)伴到朱14KN/m縮3邁。但當(dāng)造孔深導(dǎo)度達(dá)地下啦6.0m耳時(shí)又發(fā)生孔口嘴塌方，此次塌霧方范圍達(dá)雀2.5m縣之多，采用低她標(biāo)號(hào)水泥沙漿韻水下填孔處理民，接著移過(guò)兩櫻個(gè)孔位繼續(xù)造征孔，還是照樣艘塌孔。經(jīng)分析丑認(rèn)為，孔口下成6.0m偶左右的水泥沙誕漿層在造孔時(shí)湊孔壁良好，超慶過(guò)推6.0m妨后，進(jìn)入沙卵拍石層，孔位中繭的沙、卵石造芳孔時(shí)抽出，周劇邊地下水位偏佳高，沙、卵石稀不斷流過(guò)來(lái)補(bǔ)然充到孔位中，巨水泥沙漿層架易空，強(qiáng)度不高填，造成斷裂陷園塌；由《水利拖水電混凝土防配滲墻施工技術(shù)盈規(guī)范》泥漿密玻度一般不超地過(guò)掀12KN/飽m豪3離，因此單靠提勞高泥漿密度是傻不可行的，且槳會(huì)增加制漿和壇排漿難度。由辱于工期緊，堤激腳造墻僅亞10模0父米紀(jì)長(zhǎng)，經(jīng)各方分圣析決定，由業(yè)凈主補(bǔ)貼施工方皂費(fèi)用，采取在豬造孔首尾兩點(diǎn)寄圍井抽水降低塵地下水位方法嗚，經(jīng)多次試驗(yàn)燙，在孔口高出傭地下水位餓1.5m辭時(shí)造孔，泥漿線密棋度淘14KN/m傷3潮，造孔成功了趣，緊接著澆筑州混凝土，沒(méi)有文發(fā)生意外，造替成單塊混凝土艦槽板。過(guò)后在絮內(nèi)林土堤段射換水法造墻施工撞過(guò)程中遇類(lèi)似日情況，采用此厲法，亦順利解顧決了造孔坍塌螞問(wèn)題。6、結(jié)束語(yǔ)