对比分析三峡工程有、无盖重固结灌浆施工特征

固结灌浆施工在基础混凝土有一定厚度,且混凝土已达到其设计强度的50%后进行灌浆,混凝土厚度至少足以抵御必须的灌浆压力而不致产生有害的抬动破坏,称其为有盖重固结灌浆。

有盖重条件下进行固结灌浆是常用的,也是优先采用的灌浆施工方法。有盖重的条件下进行固结灌浆,能够防止基岩表面漏浆,且可以使用较大的压力灌浆,能保证灌浆质量。但在有盖重混凝土条件下进行固结灌浆时,也存在着一些问题。由于在灌浆作业前先要在建基面上浇筑3～4.5m厚的盖重混凝土,还需待盖重混凝土强度达到设计强度的50%后,再在其上进行钻孔灌浆,继而固结灌浆要占压混凝土浇筑部位,一般要占用直线工期1～1.5个月,混凝土不能短时间间歇连续上升,这不仅对工期紧张的三峡二期工程的施工组织和施工管理十分不利,而且工程需要在低温季节浇筑完成基础约束区混凝土,固结灌浆会使施工部位延误混凝土浇筑工期,造成浇筑块层面长期暴露,在基础强约束区形成薄层长间歇混凝土。这对坚硬岩石作为基础约束区的混凝土块防裂和裸露面受气温骤降的防裂都是极为不利的。工程长时间暴露面发生裂缝的事例可引以为戒。

设计规定,当日平均气温在2～3天内骤降6～8℃时,必须进行混凝土表面保温,而固结灌浆施工期间混凝土面无法进行保温,混凝土块温度受气温影响大,在气温骤降期间易产生表面裂缝,由于基岩对混凝土变形的约束,基础约束区内混凝土会产生较大的基础约束应力,当压重混凝土块体厚度相对于块体平面尺寸愈薄,基岩对混凝土约束愈强,产生表面裂隙后,易发展成贯穿性裂缝。另外,基础混凝土长期间歇成为老混凝土,并在进行固结灌浆后浇筑新混凝土时,由于新老混凝土变形模量上的差别,当它们发生温度变化而引起变形时,就会因新老混凝土变形不一致,使得新混凝土受到老混凝土约束,而在新混凝土浇筑块中产生较大的温度应力,严重的也会造成混凝土开裂,要处理这些混凝土裂缝是要占用直线工期的。

为不延误基础约束区混凝土浇筑工期,缓解温控防裂的矛盾,某些部位的固结灌浆改在坝内廊道或临空面进行,则带来预埋导管、耗用管材、要钻穿混凝土增加钻孔工程量的缺点,而且常发生钻孔破坏混凝土内埋设的冷却水管、受力钢筋、测试仪器或其他埋件的困扰。

如果不在基础约束区混凝土浇筑期间预留固结灌浆施工时间,混凝土连续上升超出基础约束区后,在施工固结灌浆,需钻进数十米的深厚混凝土层,其下仅灌浆5～8m深的基岩岩体,不仅增加了钻孔工程量,影响施工工期,而且必然会打断较多的冷却水管和钢筋,对建筑物结构和接缝灌浆造成极为不利的影响。而且在混凝土连续上升的黄金季节,这种浇筑中断的做法对工期的影响也是很大的。在初设和技设等各阶段,混凝土浇筑与固结灌浆工期安排上的突出矛盾引起了有关方面的极大关注。(www.xing528.com)

针对上述问题,并根据三峡一期工程固结灌浆的实践,受业主委托设计单位在主体建筑物基础灌浆试验中,专列了无盖重的固结灌浆试验项目。为了适应工程的需要,在建基面岩体质量整体优良的前提下,试验实行无盖重固结灌浆,即在建基岩面上先浇筑找平混凝土,然后在找平混凝土上实施固结灌浆。

三峡工程坝基利用岩体以微风化和新鲜岩石为主,部分为弱风化下带岩石。坝基岩体属块体状结构,岩性较均一、完整,力学强度高,属优良坝基。这为采用无盖重固结灌浆奠定了良好的基岩条件。

建基面开挖经终验合格后,现浇筑找平混凝土,其目的主要是嵌堵基岩表面裂隙,防止浆液从基岩表面冒露。找平混凝土原则上要求填平建基面低凹的坑槽,个别凸面可以外露,故其厚度较薄,平均30cm左右,混凝土标号和施工质量要求同坝基混凝土要求。找平混凝土内热量易于消散,混凝土的温度很容易趋近于基岩的温度,不会产生大的温度裂缝。即使出现了,出现时间早,危害也不大,便于处理。封闭式找平混凝土与3m以上的混凝土比较,具有较薄、无需埋钢管、混凝土量少及浇筑基本上不受季节影响等特点。可以在高温季节浇筑,提早进行固结灌浆施工,这样留下较低温季节来短间歇连续浇筑大坝混凝土,避免了3m以上盖重混凝土与固结灌浆的矛盾。有利于浇筑工期的安排,也有利于混凝土温度控制和防裂,而且又可免除其他施工干扰。在基岩条件较好的部位,应推行封闭式找平混凝土条件下的固结灌浆方式。