固结灌浆结合锚筋桩技术在水电站地基处理中应用

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1、固结灌浆结合锚筋桩技术在水电站地基处理中应用　　【摘要】在埃塞俄比亚Finchaa水电站项目中，为了应对局部地基裂隙扩张的情况，提高主厂房地基的整体稳定性和均一性，同时为了加强厂房结构和压力钢管混凝土埋入段的抗滑能力，项目采用固结灌浆结合锚筋桩技术对厂房和压力钢管基础分别进行了处理，取得了良好的效果，为今后类似应用提供了有益借鉴。【关键词】水电站；地基处理；固结灌浆；锚筋桩中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：绪言固结灌浆是加固水工建筑物岩石地基的重要手段,它是用适当的压力,将水泥浆或其它化学材料灌注到岩体的裂隙、断层破碎带、软弱夹层或洞穴去；待浆液固化后，增强岩体的

2、完整性和均一性，提高基岩中软弱岩体的密实度，增加它的变形模量，从而减少水工建筑物基础的变形和不均匀沉陷，同时也可弥补因爆破松动和应力松弛造成的岩体损伤，提高岩体的抗渗能力。固结灌浆的特点是灌浆作业与混凝土作业交叉进行，施工干扰大；只要应用于建基面前表层岩体，孔深较浅，灌浆压力较低。6岩石锚筋桩作为重要的抗滑稳定措施用于混凝土大坝等水工建筑物不良基础的处理，其工作原理是：当电站厂房地基受结构水平推力作用时，由于锚筋抗拔力的水平分力、附加剪面摩擦力、及锚筋前部岩体抗力等综合的力学效应，使厂房地基间的承载和抗剪能力有较大的提高。尤其是当施工开始后，若基坑开挖发现实际地质条件比勘

3、探预测的要差，而扩大断面、深挖、固结灌浆等措旋的作用有限时，岩石锚杆处理方案的优越性就比较显著。在埃塞俄比亚某水电站项目的厂房基础处理实践中，固结灌浆和锚筋桩技术的综合应用，为水电站地基处理提供了有益的借鉴。项目概况埃塞俄比亚Finchaa水电站为引水式电站，扩建项目是在原有三台机组基础上扩建一台机组。该项目内容包括厂房、变电站、压力钢管和围水渠，发电机组为冲击式水轮机，装机容量34MW。厂房基坑及边坡覆盖层较厚，以粉质粘砂及粉质砂为主，基础岩石为砂岩及砂质页岩，岩性及结构为中性偏软硬度和粒状结构,属于沉积岩，岩石坚固系数f=8，抗压强度70MPa。电站厂房地基采用水泥固

4、结灌浆方式处理风化软弱岩体，同时采取了锚筋桩加固措施，有效提高了基岩完整性和加强厂房基础的抗滑稳定性能。固结灌浆和锚筋桩孔位布置和参数选择6电站厂房基岩经过开挖处理后，岩体质量普遍得到改善，但建基面浅层岩体受开挖卸荷和爆破的影响，出现局部岩体表面裂隙扩张现象；另外，厂房上游副厂房一侧依山坡而建，山体岩石裂隙丰富，导致岩隙渗水严重；加之基岩本身的构造特点和提高厂房基础的抗滑稳定性，采用固结灌浆并结合锚筋桩加固地基时适当和必要的。3.1固结灌浆本项目采用有盖重固结灌浆，即在第一层基础混凝土浇筑完毕后实施灌浆作业，盖层混凝土厚度1.5m，灌浆孔分布在位于主厂房对应水平基岩范围。

5、固结灌浆参数包括布孔参数和施工控制参数两方面。布控参数主要指布孔方式、布孔密度（即孔距与排间距）及孔深等；施工控制参数主要指灌浆孔分段段长和采用的灌浆压力。灌浆孔的布置和孔深设定与水工建筑物对基础的要求和地质条件有关。固结灌浆按深度一般分为三类：浅孔固结灌浆，孔深小于5m；中孔固结灌浆，孔深5-15m；深孔固结灌浆，孔深15m以上。根据扩建电站厂房结构物的承载力和基础抗渗要求，和基岩地质状况，我们采用了中孔固结灌浆方案，灌浆孔按照梅花型布置，孔间距2m*2m，灌浆孔数31个，孔深设定为8m，入岩深度6.5m，孔径：76mm，灌浆压力：5kgf/cm2，压水试验压力：3kg

6、f/cm2。6附图1：灌浆和锚筋桩布置示意图3.2锚筋桩为了提高厂房结构抗滑能力，锚筋桩的布置范围分别为主副厂房和压力钢管混凝土埋置区域对应基岩范围，其中厂房部位的锚筋布置参数为：桩位按照梅花型布置，桩间距2m*2m，每个锚筋桩由3根直径24mm钢筋构成，钻孔孔径110mm；压力钢管基岩区域，每个锚筋桩由1根直径22mm钢筋构成，钻孔孔径47mm。所有锚筋锚固均为深度4m，露出基岩30cm。质量要求：锚筋桩采用拉拔试验的方式测定灌浆后的锚筋桩与基岩的粘接应力，当锚筋桩与基岩的粘接应力达到钢筋强度的80%后，视为质量合格，质量检验数量需要达到总安装数量的2%。附图2：锚筋桩

7、布置图4固结灌浆施工要点4.1施工材料和设备4.1.1材料:波特兰，Ⅰ型水泥4.1.2设备列表7往复式灌浆泵6台运行要求：6灌浆泵应能与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，并有足够的排浆量和稳定的工作性能。灌浆管路应保证浆液流动畅通，并承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处安设压力表。4.2施工控制要点为了获得最佳灌浆效果，待盖层混凝土浇筑后7天（强度达到50%设计强度）后方可进行灌浆作业。在施工中要遵循总流程：灌前声波测试孔，抬动观测孔→下游排（I序孔→II序孔）→上游排（I序孔→II序孔