監(jiān)理人員在塑性混凝土防滲墻工程中的作用

程 東

國外從20世紀(jì)60年代末開始采用塑性混凝土防滲墻,而我國是在1990年才首次建成福建省水口水電站主圍堰塑性混凝土防滲墻,防滲效率達(dá)98%,取得較好效果。自那以后很多水利工程相繼采用了塑性混凝土,如:山西省冊田水庫防滲墻、北京市十三陵水庫防滲墻、河南省小浪底水利樞紐上游圍堰防滲墻及長江三峽大江圍堰防滲墻等。塑性混凝土防滲墻的施工有著嚴(yán)格的施工質(zhì)量要求,在施工過程中,監(jiān)理人員應(yīng)把握施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真履行監(jiān)督義務(wù),確保工程質(zhì)量。

1 混凝土防滲墻發(fā)展簡介

混凝土防滲墻適用于土石壩及堤防地基的防滲處理、混凝土閘壩的地基防滲處理、土石圍堰堰體和堰基的防滲處理、病險水庫壩體和壩基處理等工程。混凝土防滲墻由于具有承受水頭大、防滲性能可靠、適合各種地層等優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外水利水電工程廣泛采用。

防滲墻材料按照抗壓強(qiáng)度和彈性模量,可以分為剛性混凝土和柔性混凝土。

混凝土防滲墻按材料性質(zhì)分為普通混凝土、粘土混凝土、塑性混凝土、固化灰漿、自凝灰漿等幾類。

混凝土防滲墻是指利用鉆孔、挖槽機(jī)械,在松散透水地基或壩(堰)體中以泥漿固壁,挖掘槽形孔或連鎖樁柱孔,在槽(孔)內(nèi)澆筑水下混凝土或回填其他防滲材料成具有防滲功能的地下連續(xù)墻。它是防止?jié)B漏、保證地基穩(wěn)定和堤壩安全的工程措施。

2 塑性混凝土簡介

塑性混凝土的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度不高,一般可控制在 R28=0.5 MPa～2 MPa,彈性模量較低,一般可控制在E28=300 MPa～2 000 MPa,滲透系數(shù) K=1×10-7cm/s～1×10-6cm/s。塑性混凝土防滲墻具有在低強(qiáng)度和低彈性模量下適應(yīng)地基應(yīng)力變化的特點(diǎn),能在不需提高混凝土的等級或增加鋼筋籠的情況下確保墻體不被外力破壞,故能大大節(jié)省工程投資。

塑性混凝土的配合比與常規(guī)混凝土的配合比間存在較大差異。常規(guī)混凝土具有成熟的經(jīng)驗配合比,而塑性混凝土的發(fā)展史短,缺乏經(jīng)驗配合比,已建工程中塑性混凝土的防滲墻的配合比存在較大差異。影響塑性混凝土防滲墻彈性模量的因素較多,這就決定了塑性混凝土配合比設(shè)計的難度和復(fù)雜性,需要花費(fèi)更多的時間和人力物力。同時,基礎(chǔ)防滲墻工程往往從工程一開始就組織施工(基礎(chǔ)工程施工是關(guān)鍵工序),因此為確保工程的正常順利開展,設(shè)計單位應(yīng)事先根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳笆橇虾退嗥贩N進(jìn)行塑性混凝土的室內(nèi)配合比試驗,確定塑性混凝土防滲墻的配合比。塑性混凝土防滲墻還有其他指標(biāo),如滲透系數(shù)或抗?jié)B標(biāo)號、坍落度、擴(kuò)散度等,在工程施工中,承包商應(yīng)根據(jù)設(shè)計提供的配合比和技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場混凝土配合比的復(fù)核試驗,以確定塑性混凝土施工配合比和最佳施工參數(shù)。

3 監(jiān)理人員在塑性混凝土防滲墻工程中的監(jiān)督作用

3.1 現(xiàn)場開工審查

承包人防滲墻施工準(zhǔn)備工作完成后,應(yīng)向監(jiān)理機(jī)構(gòu)提交工程開工報審表,經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核批準(zhǔn)。監(jiān)理人員應(yīng)在以下幾個方面進(jìn)行嚴(yán)格審核,確認(rèn)符合要求后,簽發(fā)開工令。

1)承包人中標(biāo)后的施工方案、施工措施計劃、施工進(jìn)度計劃等技術(shù)文件是否完成并提交監(jiān)理機(jī)構(gòu)審批;2)承包人派駐現(xiàn)場的主要管理人員、技術(shù)人員數(shù)量及資格是否與批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計一致,如有變化,重新審查并報監(jiān)理機(jī)構(gòu)認(rèn)定;3)承包人進(jìn)場的施工人員、混凝土拌制、泥漿拌制、泥漿凈化回收系統(tǒng)等設(shè)備的數(shù)量和規(guī)格性能是否符合施工合同的約定;4)承包人的質(zhì)量保證體系、安全及環(huán)境保護(hù)措施是否落實(shí);5)場內(nèi)道路、供水、供電、供風(fēng)等施工輔助設(shè)施是否準(zhǔn)備就緒;6)防滲墻施工7 d前,承包人應(yīng)對防滲墻軸線、高程、槽孔孔位進(jìn)行實(shí)地放樣,并將放樣成果報監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核批準(zhǔn);7)用于制備防滲墻體和泥漿的原材料(水泥、粘土、膨潤土、粗細(xì)骨料等)、構(gòu)配件的數(shù)量、規(guī)格、性能是否符合設(shè)計文件要求,是否有出廠合格證及復(fù)檢資料,原材料儲量是否滿足工程開工及后續(xù)施工的需要;8)承包人試驗室條件是否符合有關(guān)規(guī)定要求;巖芯鉆或巖芯根管鉆機(jī)性能和數(shù)量,是否滿足先導(dǎo)孔、檢查孔精度和防滲墻高峰作業(yè)要求;9)承包人是否已按合同文件的規(guī)定和設(shè)計施工圖紙的要求進(jìn)行了塑性混凝土室內(nèi)和現(xiàn)場配合比試驗,試驗結(jié)果是否符合設(shè)計要求,是否報送監(jiān)理機(jī)構(gòu)審批;10)承包人是否將造孔、固壁泥漿、墻體混凝土澆筑等施工工藝參數(shù)報送監(jiān)理人員審核批準(zhǔn)。

3.2 施工過程質(zhì)量控制

在施工上,塑性混凝土防滲墻的質(zhì)量控制與普通混凝土和高強(qiáng)度混凝土基本相同,但應(yīng)針對塑性混凝土防滲墻墻體自身的特點(diǎn),采取一些專門控制措施。防滲墻工程是重要的隱蔽工程,尤其是塑性混凝土防滲墻的強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)指標(biāo)一般不宜通過打孔取芯檢測,為確保施工質(zhì)量,需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ず陀行У馁|(zhì)量監(jiān)控。

膨潤土的摻入方式先后采用了兩種方式:1)先將水泥、膨潤土和砂石骨料混合干拌,然后加水進(jìn)行攪拌;2)將膨潤土加入專用水池中,進(jìn)行充分?jǐn)嚢璨⑴渲瞥梢欢舛?然后加入砂石骨料和水泥進(jìn)行拌合。施工過程中,在第一種方式下,膨潤土經(jīng)常形成粒徑10 mm～30 mm的團(tuán)塊,不能形成泥漿,從而降低了膨潤土在塑性混凝土中的作用,最終主要導(dǎo)致塑性混凝土彈性模量和強(qiáng)度增大。在第二種方式下,膨潤土不出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象,分散很均勻,不僅保證了塑性混凝土的拌合質(zhì)量與試驗結(jié)果一致,還增大了坍落度。因此,建議在塑性混凝土拌合過程中,膨潤土采用濕摻法。

在施工準(zhǔn)備充分的條件下,承包商就可以進(jìn)行防滲墻施工。施工過程中,承包商應(yīng)嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計進(jìn)行施工,監(jiān)理工程師應(yīng)派出經(jīng)驗豐富的現(xiàn)場監(jiān)理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)理,并按重要隱蔽工程的要求實(shí)行旁站監(jiān)理。作為塑性混凝土防滲墻,不僅具有普通混凝土防滲墻的一般施工要求,還應(yīng)嚴(yán)格按以下方面進(jìn)行施工和嚴(yán)格控制:

1)在每次進(jìn)行塑性混凝土澆筑前,應(yīng)嚴(yán)格仔細(xì)檢查砂石骨料的粒徑,確保砂石骨料的粒徑與試驗確定的配合比所要求的粒徑一致。

2)膨潤土若采用濕摻方式,應(yīng)隨時檢查并控制液體濃度,確保實(shí)際摻入量與試驗確定的配合比一致;若采用干摻方式,應(yīng)考慮膨潤土結(jié)塊現(xiàn)象,實(shí)際摻入量應(yīng)大于配合比量,具體量視拌合后結(jié)塊現(xiàn)象而定。同時,應(yīng)檢查膨潤土和水泥的保存質(zhì)量。

3)在防滲墻墻體澆筑前,應(yīng)根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》制定澆筑方案。若運(yùn)輸時間和澆筑時停留時間太長,塑性混凝土的坍落度和擴(kuò)散度的損失較嚴(yán)重,因此在制定澆筑方案時應(yīng)充分考慮混凝土的運(yùn)輸方式和入倉方式。

4)每個槽段在混凝土澆筑前,監(jiān)理工程師應(yīng)在現(xiàn)場監(jiān)督承包商根據(jù)骨料的含水情況進(jìn)行混凝土試拌,檢查拌制混凝土的坍落度和擴(kuò)散度。

5)在澆筑過程中,可能因某種因素導(dǎo)致混凝土坍落度和擴(kuò)散度損失嚴(yán)重而不能滿足混凝土的澆筑要求,發(fā)生這種情況嚴(yán)禁直接向混凝土中加水。

6)雖然塑性混凝土的擴(kuò)散度較大,在澆筑過程中仍應(yīng)確?；炷撩婢鶆蛏仙?故應(yīng)經(jīng)常測量混凝土面高程,并及時填繪澆筑指示圖。

7)塑性混凝土的坍落度損失快,為避免堵管事件,施工人員應(yīng)經(jīng)常提動導(dǎo)管(特別是澆筑速度較慢時),混凝土的拌合、運(yùn)輸應(yīng)保證澆筑能連續(xù)進(jìn)行。若因故中斷,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員應(yīng)根據(jù)具體情況及時采取應(yīng)急措施進(jìn)行處理。

8)若對澆筑完成的塑性混凝土防滲墻進(jìn)行帷幕灌漿,應(yīng)特別注意控制灌漿壓力,防止防滲墻破壞。

3.3 質(zhì)量檢查、驗收與評定

對混凝土防滲墻成墻質(zhì)量的檢查,現(xiàn)行采用的方法有鉆孔取芯法、超聲波法和地震透射層析成像(CT)法。對于塑性混凝土最好采用無損檢測方法。

3.3.1 塑性混凝土防滲墻墻體質(zhì)量檢查內(nèi)容

1)檢查時間:塑性混凝土防滲墻墻身質(zhì)量檢查應(yīng)在成墻1個月以后進(jìn)行;2)檢查方法:采用鉆孔取芯、注水試驗的方法進(jìn)行;3)檢查數(shù)量:在防滲墻范圍內(nèi)布置2個鉆孔取樣;4)檢查內(nèi)容:墻體的均勻性、物理力學(xué)指標(biāo)、可能存在的缺陷和墻段接縫;5)檢查完畢后,應(yīng)對檢查孔用壓漿法認(rèn)真封閉;6)檢查標(biāo)準(zhǔn):墻身滲透系數(shù),K=5×10-7cm/s。

3.3.2 單元工程質(zhì)量評定

單元工程劃分:以每一施工槽孔為一單元(或擴(kuò)大單元)工程。在槽孔的主要檢查(測)項目符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下,其他檢查項目符合標(biāo)準(zhǔn),且其他檢測項目有70%及其以上符合標(biāo)準(zhǔn)的,評為合格;其他檢測項目符合標(biāo)準(zhǔn),且其他檢測項目有90%及其以上符合標(biāo)準(zhǔn)的,評為優(yōu)良。

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