振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)

振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)一、前言最近幾十年，國(guó)內(nèi)外為了解決江河堤防、水庫(kù)土壩和其巖土基礎(chǔ)工程的滲漏問(wèn)題，先后研究應(yīng)用了多種垂直防滲加固工程技術(shù)，取得了很大的進(jìn)展。如槽孔式混凝土連續(xù)墻、高噴灌漿、劈裂灌漿、基巖帷幕灌漿、深層攪拌樁、鋸槽鋪塑、射水法防滲墻等技術(shù)。這些技術(shù)各有所長(zhǎng)，已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用，同時(shí)也存在著某些局限性。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有垂直防滲技術(shù)的分析研究和工程現(xiàn)狀的調(diào)查，許多堤壩存在著嚴(yán)重滲漏隱患，研究一種質(zhì)量好、工效快、價(jià)格經(jīng)濟(jì)的防滲技術(shù)，成為當(dāng)務(wù)之急。我公司研制成功的振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)更適應(yīng)目前防滲工程任務(wù)的需要。它的優(yōu)點(diǎn)：①防滲板墻垂直連續(xù)，墻面平整，無(wú)接縫、縮板、斷板缺陷，完整性良好；②板墻薄，厚度均勻，目前可做到10～25cm；③墻體抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)等項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整漿料配比；④施工進(jìn)度快，單機(jī)每臺(tái)班造墻面積150左右；⑤造墻深度可達(dá)到20m；⑥板墻單位造價(jià)比較低，一般為120～150元／。其缺點(diǎn)：對(duì)大的卵石、塊石地層沉入困難，不能沉入基巖，深度受限制。二、基本原理1.振動(dòng)機(jī)械原理振動(dòng)沉模防滲板墻動(dòng)力設(shè)備是振動(dòng)錘，在其兩根軸上各裝有偏心塊，由偏心塊產(chǎn)生偏心力。當(dāng)兩軸相向同速運(yùn)轉(zhuǎn)，橫向偏心力抵消，豎向偏心力相加，使振動(dòng)體系產(chǎn)生垂直往復(fù)高頻率振動(dòng)(見(jiàn)圖1)。振動(dòng)體系具有很高的質(zhì)量和速度，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊動(dòng)量，將空腹模板迅速沉入地層。模板的沉入速度與振錘的功率大小、振動(dòng)體系的質(zhì)量和土層的密度、粘性、粒徑有關(guān)，易液化的地層沉入速度愈快。2.振動(dòng)沉模原理振動(dòng)體系的豎向往復(fù)振動(dòng)，將模板沉入地層。從圖2來(lái)看，當(dāng)激振力R大于以下三種陰力(刃面的法向力N的豎向分力，刃面的摩擦力F的豎向分力，模板周邊的摩阻力P的合力)時(shí)，模板即能沉入地層；當(dāng)R與N、F、P的豎向分力平衡時(shí)，則模板停止下沉。由于模板在振動(dòng)力作用下使土體受到強(qiáng)迫震動(dòng)產(chǎn)生局部剪脹破壞或液化破壞，土體內(nèi)摩擦力急劇降低，阻力減小，提高了模板的沉入速度。同時(shí)擠壓、振密模板周邊一定范圍內(nèi)的土層。擠壓、振密范圍與模板的厚度及地層的性質(zhì)有關(guān)。擠壓范圍與模板的厚度有如下的關(guān)系：bj＝(2～3.5)b(見(jiàn)圖2)。3.振動(dòng)模板的成墻機(jī)理(1)模板作用振動(dòng)模板沉入土層后，注滿漿體；當(dāng)振動(dòng)模板提拔時(shí)，同時(shí)漿體從模板下端注入槽孔內(nèi)，空腹模板起到了護(hù)壁作用，由于造槽是在不釋放地基應(yīng)力的情況下實(shí)現(xiàn)的，因此不會(huì)出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)象。從而成為造槽、護(hù)壁、澆注一次性直接成墻的新工藝，保證了漿體在槽孔內(nèi)良好的充盈性和穩(wěn)定性。(2)導(dǎo)向作用為了保證防滲板墻連續(xù)可靠，無(wú)縱橫向開(kāi)叉，該項(xiàng)新技術(shù)采用了兩塊模板聯(lián)合施工工藝，先已沉入地層的模板可作為后沉入模板的導(dǎo)向，保證了各相鄰單板體在一個(gè)平面內(nèi)緊密結(jié)合成墻。(3)振搗作用模板在振動(dòng)提拔時(shí)，對(duì)模板內(nèi)及注入槽孔內(nèi)的漿體有連續(xù)振搗作用，使墻體充分振動(dòng)密實(shí)。同時(shí)，又使?jié){體向兩側(cè)擠壓，板厚增加。(4)板墻接縫緊密的機(jī)理振動(dòng)沉模的模板作用、導(dǎo)向作用、振搗作用都使板墻接縫結(jié)合緊密。同時(shí)每個(gè)單板體板墻從震動(dòng)沉模灌注完成時(shí)間很短，一般僅為10分鐘左右，在灌注材料初凝之前，可連續(xù)完成多個(gè)單板墻施工。因此，幾個(gè)相鄰單板墻體漿液經(jīng)反復(fù)震動(dòng)而互相混合，使模板接頭處的漿液溶為一體，不存在墻間接縫問(wèn)題，從而保證了板墻的連續(xù)完整性。三、施工設(shè)備暖振動(dòng)沉模板墻谷施工設(shè)備主要鞭有沉模系統(tǒng)、兄灌注系統(tǒng)兩部米分組暢成慮(角見(jiàn)別表屑1陣)弟。1.沉模系統(tǒng)臣包括步履式樁潮機(jī)、振錘、液辛壓夾頭、振動(dòng)拜模板等。步履竟式樁機(jī)具有自鋒攜步履式軌濤道聯(lián)未及竄滲可調(diào)機(jī)架，有幅前后移動(dòng)休和壇360玉°籠轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，咸對(duì)于保證模板夠準(zhǔn)確就位、提挑高工效、確保泛板橋間籃挺連接可靠，具弄有重要的作用倚。動(dòng)力設(shè)備采柳用電動(dòng)機(jī)械式嘴振動(dòng)錘，該設(shè)餓備采用振錘電寇機(jī)功雀率綿90kW總(昌振錘功率可根迎據(jù)工程貫入深牲度和地質(zhì)條件槐配替置班)土。液壓夾頭是敘振錘與模板的肥連接器，可劇以莊儀迅速而安全地強(qiáng)夾持和松開(kāi)模顏板，進(jìn)行沉模廁灌注作撇業(yè)跟(休見(jiàn)銳圖伴1資)滿?？崭鼓０迨菙嚦聊：凸嘧⒌慕≈髯鹨付吩O(shè)備，其橫截著面為矩形，工紡作端為活門結(jié)牛構(gòu)，活門在振拼動(dòng)沉模時(shí)閉合時(shí)，拔板灌注漿豪液時(shí)打逐開(kāi)提泉。模板側(cè)有導(dǎo)寺向裝置。內(nèi)有賽潤(rùn)滑管路。2.灌注系統(tǒng)疼包括混凝土攪軟拌機(jī)和混凝土毀泵，是制漿和漂輸漿的主要設(shè)縣備，向空腹模河板內(nèi)輸入水泥討砂泉漿奴宮或設(shè)計(jì)要求的促漿液材料。四、施工工藝勿1漢.迎施工流予程主(四見(jiàn)戲圖燒3)2.施工程序糾(1這)蛙振板就位英先將樁機(jī)調(diào)平淡，并使機(jī)架立叫柱垂直，疏將昨A籮模板對(duì)準(zhǔn)孔位芝，振動(dòng)體系的盤(pán)自重將板刃壓行入戴土邀脊中，檢測(cè)調(diào)整蠟振板的垂直度葵達(dá)到規(guī)程要求嬌。紗(2果)芹振動(dòng)沉模瑞①企啟動(dòng)振錘，先材將膚A歪模板沿施工軸淡線沉入地層，既達(dá)到設(shè)計(jì)深度基。樓A論模板為先導(dǎo)模記板，有榮起猶島始、定位、導(dǎo)循向作用。斷②驚再公將貓B味模板沿施工軸虧線國(guó)與負(fù)A銀模板緊靠擠接坑，沉入地層設(shè)仿計(jì)深度煮。伯B線模板為前接模覽板，蓮起范穗到延長(zhǎng)板墻長(zhǎng)命度的作用。市(3強(qiáng))小漿體灌注和提辯升眼向壤A妨模板空腹內(nèi)灌械滿漿體，然后淹邊振動(dòng)、邊上傭拔、邊灌漿，詳直至拔出地面經(jīng)，漿體留在沒(méi)槽揉餡孔內(nèi)，形成密劇實(shí)的單板體。煩(4霸)嬸漿體充盈灌注雷由于槽孔的實(shí)習(xí)際厚度等于模蝦板空腹體積＋粱模板壁體積＋肯被漿體擠壓的就體積，因此，塵漿梯體編窄要有一定充盈舅量濃(屬由初始試驗(yàn)或安經(jīng)驗(yàn)確適定高)怕。在模板振拔子過(guò)程中，模板那空腹內(nèi)要始終據(jù)保持一膽定刃郊的漿體高度，村保持模板空腹記內(nèi)有足夠的漿盾體充盈量，確繞保漿體灌到防置滲墻頂設(shè)計(jì)高毀程。感(5育)猛再桌沉詞A鳴模備A盒模拔出地面后臣，移動(dòng)步履式戒樁機(jī)，寄使焦A季模為在撞B根模前沿就位；宮此時(shí)參，列A股、子B幅兩模作刺用互換搜，膠揪即義B汽模為先導(dǎo)模板緊起就位導(dǎo)向作昏用吊，豈A征模為前接模起禍到加長(zhǎng)板墻作形用。如此重年復(fù)痕(1商)字、蛛(2述)盟、會(huì)(3則)對(duì)、羽(4必)登工序，連續(xù)不爐斷的輪流操作步，即可完成一蚊道豎直連續(xù)的余整體板鏟墻島(輸見(jiàn)盜圖盾4詢)想。3.工藝參數(shù)圖施工工藝參數(shù)稀是保證工程質(zhì)態(tài)量的重要因素捉，在進(jìn)行施工杰組織設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滑根據(jù)工程要求母和部地壞動(dòng)質(zhì)條件選用適絡(luò)當(dāng)?shù)氖┕すに囁軈?shù)發(fā)值逆(肯見(jiàn)探表?yè)P(yáng)2能)晌。五、質(zhì)量控制放為確保各個(gè)單給板之間連接可念靠，墻體的物先理力學(xué)性能指巡標(biāo)、幾何形狀同達(dá)到設(shè)計(jì)要求導(dǎo)，續(xù)主案橡要采取了如下蒜措施：政(1碗)款嚴(yán)格控制振板凈的垂直度，傾淚斜度不超圍過(guò)比2抗‰糞。要求整平場(chǎng)撕地，用經(jīng)緯儀取調(diào)平機(jī)座，駁同挽選時(shí)調(diào)樁架立柱灘控制裝置保持島垂直，以保證鞭振板的斜率達(dá)央到控制要求。須第一塊模板為用導(dǎo)向、憐定糧照位模板，更應(yīng)伸嚴(yán)格控制模板漏垂度?？h(2該)殼為確保單板間堤連接可靠，防震止單板接頭處充叉開(kāi)，采用了華雙模板連續(xù)施杯工工藝，并館在側(cè)早模板兩側(cè)面設(shè)舉有導(dǎo)向和連結(jié)饅裝置，確保了模板墻連接的可滴靠性。迫(3歡)碰模板兩側(cè)采用帶潤(rùn)滑措施，減四少沉模阻力，欄加快了沉模速影度，保證了板白面平整，板循厚伶扒均勻。喂(4鉗)壯嚴(yán)格掌握灌注迫漿體的配比和機(jī)均勻性，保證怕漿體有足夠充偉盈量，拔板速肌度要嚴(yán)格控溜制隙扁空腹內(nèi)有一定逝充盈高度，確次保漿液連續(xù)灌趴注到設(shè)計(jì)墻頂胡，漿液配比可山根據(jù)墻體的物段理力學(xué)室指鐮現(xiàn)標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，虜以滿足設(shè)計(jì)要辣求。提(5槍)示利用空腹模板耍震動(dòng)漿液，保肆證了墻體的幾懶何尺寸，增加摘了密實(shí)度和均陶勻性，大大恥提曲亦高了防滲板墻裂體的質(zhì)量。揪(6廳)拜嚴(yán)格掌握兩模頂板間的緊密結(jié)陪合，使先后槽阿孔澆注的漿液棍在初凝前，在許強(qiáng)力震動(dòng)作蹄用第香下即相互溶混刊為一個(gè)緊密的撕整體。因此，揭經(jīng)連續(xù)建造的續(xù)單板體，形成查為連接緊密、涼墻體連傘續(xù)馬往、完整的防滲政板墻。六、結(jié)語(yǔ)形(1狡)籠振動(dòng)沉模板墻航技術(shù)是在總結(jié)眨已有防滲加固印技術(shù)工藝基礎(chǔ)臘上，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新僻研制的一種隔構(gòu)死耗筑防滲板墻新有技術(shù)。培(2彩)攤利用強(qiáng)力振動(dòng)愧工藝沉模、拔定模、振搗、工弊作原理明確，卸成墻速度快，助效率高，質(zhì)灰量掌樹(shù)好，墻體薄，且成本低。驗(yàn)(3垃)矮模板設(shè)有連接箏導(dǎo)向裝置驅(qū)，嚷A縱、逝B劣模板互為導(dǎo)向慶、反復(fù)循環(huán)使球用，從而保證樸了墻體的咱連罷艱續(xù)可靠性。埋(4挪)最振動(dòng)沉模使其遵兩側(cè)一定范圍事內(nèi)的土體被擠固密，形成的板宜墻與土結(jié)合好荒，成墻的厚割度凍瘦為模板敵厚趕1.溫1練～全1.驟3毫倍。且與槽孔糧兩側(cè)相通的洞脈穴和水平漏水壁層均被漿液充輪填，有效地加押固診了扇高堤防。的(5津)室研制組裝的整慣套施工機(jī)械設(shè)弟備，為實(shí)現(xiàn)科稀學(xué)成墻工藝和磁質(zhì)量控制提供釘了設(shè)備條件凝，則電保證了防滲墻煌質(zhì)量，提高了熔施工效率。邀(6屯)末該項(xiàng)技術(shù)可適盛用于砂、砂性與土、粘性土、縱淤泥質(zhì)土和含梁小卵石的砂卵狠石層等。成成墻惕唯深度為嗽20m睜。宿(7汗)代該項(xiàng)新技槐術(shù)石199旺9銹年證3潔月由水利部科鬼技推廣中心受代水利部國(guó)際合凡作與科技司委要托主持喇進(jìn)怪發(fā)行了鑒定，評(píng)將語(yǔ)創(chuàng)為墳“雹國(guó)際先進(jìn)水晨平剝”怕。堆199餅9究年陶6竄月水利部下文偏在全國(guó)進(jìn)行推沒(méi)廣束。曬199場(chǎng)9眾年煤9綱月悔國(guó)鴨袍家科技部以《手國(guó)科發(fā)計(jì)字方［鞭199秒9久］脾37士8扛號(hào)文，關(guān)于下也達(dá)收(豪“低九輛五忘”普國(guó)家科技成果破重點(diǎn)