振動(dòng)沉模建造薄壁防滲墻技術(shù)研究

1、<p>　　振動(dòng)沉模建造薄壁防滲墻技術(shù)研究</p><p>　　摘要：目前防滲墻已被許多大、中型水庫應(yīng)用，取得良好的防滲效果，且在已建的中、小型水庫，江河堤防的防滲處理，得到很好應(yīng)用。振動(dòng)沉模建造防滲墻是利用強(qiáng)力振動(dòng)原理將空腹模板沉入土中，向空腹內(nèi)注滿漿液，邊振動(dòng)邊拔模，漿液留于槽孔中形成單塊板墻，將單板連接起來形成連續(xù)防滲板墻。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：振動(dòng)沉模；薄壁；模

2、板；導(dǎo)向；振動(dòng) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU592 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　1.振動(dòng)機(jī)械的原理 </p><p>　　振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)的動(dòng)力設(shè)備是振動(dòng)錘，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)量和土層的性質(zhì)有關(guān)。 </p><p>&l

3、t;b>　　2.振動(dòng)沉模原理 </b></p><p>　　振動(dòng)體系的豎向往復(fù)振動(dòng)，將模板沉入地層。激振力大于作用在施工機(jī)具刃面的法向力之豎向分力、刃面的摩擦力下之豎向分力以及在模板周邊的摩阻力三者的合力時(shí)，則模板即能沉入地層；激振力等于或小于三者之合力時(shí)，則模板停止下沉。 </p><p>　　下沉速度的快慢，一方面取決于激振力的功率增強(qiáng)，另一方面則視土體連接牢固性而定

4、，其中摩阻力是關(guān)鍵，摩阻力越大則下沉越慢，反之亦然。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)生局部剪切破壞或液化破壞，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)在振動(dòng)沉模過程中擠壓、振密模板周邊一定范圍的土層，擠壓、振密范圍與模板的厚度及地層的性質(zhì)有關(guān)。 </p><p><b>　　3.成墻機(jī)理 </b></p><p>　　3.1模板作用。振動(dòng)錘以

5、強(qiáng)大的垂直激振力，將空腹模板沉入土層，隨即向空腹內(nèi)注滿漿液，當(dāng)振動(dòng)模板提升時(shí)，漿液在重力作用下從模板下端注入槽孔內(nèi)，模板和漿液起到了護(hù)壁作用。該技術(shù)采用擠壓土體成曹工藝，不但不釋放土體應(yīng)力，而且在振動(dòng)沉模過程中，將其兩側(cè)各30cm左右土體擠壓密實(shí)，提高了抗?jié)B能力。由于振動(dòng)沉模板墻技術(shù)造墻是在原土體被模板擠壓作用下完成的，且在提拔模板過程中，邊拔模邊注漿，漿液從模板底部注入槽內(nèi)，加之漿柱壓力大于土體側(cè)壓力，因此，不會(huì)出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)象，從

6、而成為造槽、護(hù)壁、灌注一次連續(xù)成墻的新工藝。同時(shí)，在注漿過程中，堤身、堤基內(nèi)與槽孔相連通的孔穴（如植物洞穴、墓穴、廢管涵等）、透水層以及集中漏水通道等，都可得到漿液填充，有效地提高了其抗?jié)B能力。 </p><p>　　3.2導(dǎo)向作用。為了保證防滲墻連續(xù)可靠，無縱橫向開叉，振動(dòng)沉模技術(shù)采用了兩塊模板聯(lián)合施工工藝，先已沉入土層的模板成為后沉入模板的導(dǎo)向板，兩塊模板呈現(xiàn)板板相扣的作用，保證了各單板體在一個(gè)平面內(nèi)緊密結(jié)合

7、成墻。 </p><p>　　3.3振搗作用。模板在振動(dòng)沉入和振動(dòng)提拔過程中，對(duì)已注入模板和槽孔的漿液有連續(xù)振搗作用，使墻體漿液充分振動(dòng)密實(shí)。同時(shí)，又使?jié){液向兩側(cè)擠壓、滲透，增大了板墻防滲的有效厚度。 </p><p>　　3.4板墻連接機(jī)理。振動(dòng)沉模的模板作用、導(dǎo)向作用、振搗作用都有效地保證了板墻的連續(xù)性。同時(shí)，由于每塊單板體施工從振動(dòng)沉模到灌注完成，時(shí)間很短，一般僅為10min左右，在

8、灌注到槽內(nèi)的漿液初凝之前，可連續(xù)完成多個(gè)單板墻的施工。因此，幾個(gè)相鄰單板墻體漿液經(jīng)反復(fù)振動(dòng)，在初凝之前即互相混合，使單板體接頭處的漿液摻融為一體，不僅不存在單板墻間的接縫問題，而且使接縫處得到加厚，從而保證了整體板墻的連續(xù)性和完整性。 </p><p><b>　　4.樁機(jī) </b></p><p>　　樁機(jī)是沉模、建造防滲墻的主要設(shè)備，由樁架、振錘、夾頭、模板、水泵

9、、動(dòng)力機(jī)等組成。 </p><p>　　4.1樁架。按照行走機(jī)構(gòu)的不同，振動(dòng)沉模防滲墻技術(shù)的樁架可分為步履式樁架、履帶式樁架、滾管式樁架和道軌式樁架4中類型。其中，施工常用的是步履式樁架和履帶式樁架。 </p><p>　　4.2振錘。振錘是振動(dòng)體系主要設(shè)備，具有沉模和拔模兩種功能。國外已廣泛應(yīng)用液壓式振錘，目前國內(nèi)主要是電動(dòng)式振錘。國產(chǎn)電動(dòng)式振錘的振動(dòng)頻率為10～25Hz，屬中頻振錘。

10、</p><p>　　振錘的功率有大小，可根據(jù)不同的工程條件選用，一般較松軟的地層處理或較淺的地層可選功率小的振錘，反之應(yīng)選用功率大的振錘，振模板墻施工一般可選用40～120kw的振錘。 </p><p>　　4.3夾頭。夾頭是牢固地裝在振錘下面的模板夾持器。施工時(shí)夾頭將一個(gè)模板夾持拔模和沉模，然后松開夾頭再夾另一個(gè)模板拔模和沉模。夾頭的夾持和松開動(dòng)作，由液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓缸來完成。液壓夾頭可

11、以迅速夾住或松開模板，以提高施工效率。 </p><p>　　4.4模板。該工法應(yīng)用雙模板工藝，兩個(gè)模板的結(jié)構(gòu)相同。模板由振頭、板體、夾板、漿管、水管、液壓管組成。 </p><p>　　振頭是空心楔形體，尖刃向下沉入地層將振頭兩側(cè)土體擠開，使模板快速下沉。振模施工時(shí)，振頭的活門自動(dòng)封閉。當(dāng)振動(dòng)拔模時(shí)，活門自動(dòng)打開，模板內(nèi)的漿液排入到模板提升后騰出的槽孔內(nèi)，凝結(jié)后形成板墻體。 </p

12、><p>　　模板體橫截面為空腹“雙工”字形，模板一側(cè)裝有導(dǎo)向槽，另一側(cè)裝有導(dǎo)向板，沉模施工時(shí)，先沉入的模板對(duì)后沉入的模板有垂直導(dǎo)向作用。 </p><p>　　振錘、夾頭、模板組成振動(dòng)體系，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)振錘內(nèi)偏心塊旋轉(zhuǎn)，使振動(dòng)體系產(chǎn)生豎直往返振動(dòng)。振動(dòng)時(shí)以一定的頻率和振幅對(duì)模板施加激振力，使模板克服土體阻力，快速沉入地層中。當(dāng)模板振動(dòng)時(shí)提拔灌漿時(shí)，振動(dòng)體系的高速往復(fù)振動(dòng)可降低模板與周圍土體的

13、摩擦阻力，使模板易于提拔，并大大減少模板的掛泥現(xiàn)象，保證工程質(zhì)量。 </p><p>　　5.振動(dòng)沉模法建造防滲墻施工工藝 </p><p><b>　　灌拔A模 </b></p><p>　　模板就位 → 沉A模 → 沉B模 → 再沉A模 → 再沉B模 → 連續(xù)沉拔灌注成墻 </p><p><b>　　↓

14、</b></p><p><b>　　灌拔B模 </b></p><p>　　振動(dòng)沉模法建造防滲墻施工工藝流程圖 </p><p>　　5.1模板就位。先將樁機(jī)調(diào)平，使機(jī)架立柱垂直，再將A模板對(duì)準(zhǔn)孔位，靠振動(dòng)體系的自重將板刃壓入土中，檢測(cè)調(diào)整模板的垂直度大都設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　5.2振動(dòng)沉模。啟

15、動(dòng)振錘，先將A模板沿施工軸線沉入地層，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，A模板為先導(dǎo)模板，有起始、定位、導(dǎo)向作用，故其垂直傾斜度要求小于0.3﹪～0.5﹪；再將B模板沿施工軸線緊靠A模板前沿沉入地層中，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，B模板為前接模板，起到延長板墻長度的作用。 </p><p>　　5.3灌漿拔模。向A模板腹內(nèi)灌滿漿液，然后邊振動(dòng)、邊拔升、邊灌注，直至將A模板拔出地面，漿液留于槽孔中，形成密實(shí)的單板墻體。 </p>&l

16、t;p>　　5.4漿體充盈灌注。由于槽孔的實(shí)際厚度等于模板空腹體積+模板壁體積+被漿體擠壓的體積，因此，漿體要有一定充盈量（由初始試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)確定）。在模板振拔過程中，模板空腹內(nèi)要始終保持一定的漿體高度，保持模板空腹內(nèi)有足夠的漿體充盈量，確保漿體灌到防滲墻頂設(shè)計(jì)高度。 </p><p>　　5.5再沉A模。當(dāng)A模板灌漿拔模至地面后，移動(dòng)步履吊機(jī)至B模板前沿沉模時(shí)，B模板也起到定位、導(dǎo)向作用。此時(shí)A模板為前接模

17、板，起到加長板墻的作用，A、B兩模板的定位、導(dǎo)向作用互換。 </p><p>　　重復(fù)1、2、3、4、5工序，連續(xù)不斷地施工，即可形成一道垂直連續(xù)的整體板墻。 </p><p><b>　　6.結(jié)束語 </b></p><p>　　振動(dòng)沉模建造防滲墻主要適用于砂、砂性土、淤泥質(zhì)土及砂礫石地層，深度可達(dá)20m左右，厚度8～25cm。缺陷是卵石含量