談塑性混凝土垂直鉆孔取芯質量的影響

寧家驊 ，牟忠善 ，劉 英

（1.山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250013；2.南水北調濟東局東湖水庫建設處，山東 250000；3.山東省水利工程試驗中心，山東 250013）

防滲墻工程的質量檢查分為工序質量檢查和墻體質量檢查。工序質量檢查在施工過程中進行，墻體質量檢查在成墻后抽查?！端娀窘ㄔO工程單元工程質量等級評定標準 》（DL/T5113.1—2005）規定：“對于重要工程或經資料分析認為有必要對混凝土墻體進行取芯及注（壓）水試驗檢查時，其檢測數量由設計、監理和施工單位商定?！睂Ψ罎B墻體取芯后進行物理力學性能試驗所得到的成果，以及鉆孔注水試驗的成果，是評價墻體質量優劣的重要依據。但對薄層塑性混凝土防滲墻在成墻后對墻體采取垂直鉆孔取芯及注水試驗中，由于其強度和彈性模量等性能大大低于普通混凝土，加之墻體薄 （為了經濟，墻厚設計采用30 cm），采用垂直鉆孔取芯檢查的方法存在諸多問題。下面根據多年的經驗和相關資料，談談垂直鉆孔取芯影響塑性混凝土防滲墻成墻檢測質量的幾點認識。

1 塑性混凝土基本特點

塑性混凝土是水泥用量較低，并摻加較多的膨潤土、黏土等材料的大流動性混凝土，具有低強度、低彈模和大應變等特性。塑性混凝土也叫水泥膨潤土。

塑性混凝土防滲墻是在普通混凝土防滲墻的基礎上發展起來的，但他們之間的物理力學性能又有區別。塑性混凝土的強度和彈性模量等性能大大低于普通混凝土，具有較大的變形能力，能適應較大的由于沉降差和側摩阻力對防滲墻產生的應力變形破壞，從而確保其工程功能?！端姽こ袒炷练罎B墻施工技術規范SL174—1996》和《水電水利工程混凝土防滲墻施工規范DL/T5199—2004》的頒布，對指導水利水電行業防滲墻的施工，推廣應用新技術、新材料和新工藝，保證工程質量起到了重要作用。

2 影響塑性混凝土垂直鉆孔取芯質量的因素

1）塑性混凝土防滲墻材料由于配合比中每方塑性混凝土鈣基膨潤土摻加量達到130 kg/m3，形成其自身的結力小，使其抗壓強度大大低于普通混凝土，阻抗力切割和擾動的性能較差。

2）為了經濟，墻體厚度較薄，有的墻體厚度設計只有30 cm，加上施工預留范圍只有34 cm，在垂直鉆孔取芯鉆機鉆進過程中稍有偏斜即打穿墻體。

3）由于塑性混凝土存在黏滯性，施工采用在泥漿中導管式自主落體。塑性混凝土坍落度在200～250mm，擴散度為400～450 mm，其自身含水量大，處于過飽和狀態，固結能力較普通混凝土緩慢很多，加之地下水位以下析水條件差，固結速率較慢，甚至1年以上仍有強度繼續增加的趨勢。

4）由于塑性混凝土水泥膠體摻加黏性土顆粒，在未完全達到析水結石的狀態時，其黏結力較低，28 d抗壓強度只有2～3 MPa，而作為粗骨料的石子為新鮮石灰巖，中強度堅硬巖石的抗壓強度大約在30～80 MPa。在垂直鉆孔取芯鉆機鉆進過程中，芯樣結構受切割力不均勻的情況下，易形成破碎狀，特別是垂直取芯深度較深時，芯樣不易成型。

5）鉆機的平穩和性能影響垂直鉆孔取芯質量。在垂直鉆孔取芯鉆機鉆進時，隨著深度的增加，鉆具和墻壁的接觸面加大，摩阻力變大，軸向復擺范圍加大，特別是在地下水位以下，墻體處于飽和狀態，固結時間會大大增加，墻體固結強度逐漸變小，鉆孔取芯較難。

6）采用垂直鉆孔取芯方法，鉆機鉆進過程中必須用清水做循環水，循環清水比循環泥漿的浮托力小，加上鉆具間隙小，較粗大巖屑不能有效地排放孔外；鉆具的自重壓力加上相對較大的軸向復擺，會造成塑性混凝土墻體切削破壞；另外，垂直鉆孔取芯也會對粗骨料形成剝離，粗粒巖屑會殘留孔內進一步造成對孔壁和要切削巖芯的破壞，易造成下部芯樣不完整。

7）由于塑性混凝土防滲墻緊鄰的壩體沉降原因，墻體受側土壓應力的作用，上部墻體在原基礎上都有不同程度應力變形，鉆進過程中的鉆具軸向偏斜，加之是在薄層墻體中鉆進，采用垂直鉆孔取芯方法鉆頭極易鉆出墻體外部。

3 結論及建議

1）對薄層塑性混凝土防滲墻在成墻后對墻體采取垂直鉆孔取芯及注水試驗，垂直鉆孔取芯檢查的方法不宜采用。2）工作需要取芯試驗時，可在墻體側面采取垂直墻面水平鉆孔取芯，取芯檢查時間在成墻齡期90 d以上為宜。取芯應遵循：一是盡量減少孔數；二是選擇相應的設備和技術；三是實施前要有事后封閉鉆孔的方案，以免對墻體質量留有隱患。3）建議盡量采用無損檢測的方法，必要時可在澆注成墻時預留試驗孔或埋設檢測儀器。