¶ 02312 壩基礎開挖面處理
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第02312章V2.0-TFB200906
壩基礎開挖面處理
1. 通則
1.1 本章概要
說明堆填壩體基礎開挖面之處理,包括材料、設備、施工等相關規定。
1.2 工作範圍
1.2.1 基礎處理須滿足下列準則:
(1) 滲漏減至最低。
(2) 防止管湧發生。
(3) 限制過量沉陷。
(4) 確保壩體與基礎間有足夠摩擦力。
1.2.2 工作範圍包括:
(1) 防滲心層基礎處理。
(2) 上游殼體基礎處理。
(3) 下游殼體基礎處理。
1.3 相關章節
1.3.1 第01330章--資料送審
1.3.2 第01450章--品質管理
1.3.3 第02311章--壩基礎開挖
1.3.4 第02314章--壩體填築
1.3.5 第02322章--借土
1.3.6 第02323章--棄土
1.3.7 第02355章--水庫隔幕灌漿
1.3.8 第02356章--水庫固結灌漿
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
1.4.2 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM D2487-93 統一依工程用途之土壤分類試驗法(Test Method for Classification of Soils for Engineering Purposes(Unified Soil Classification System))
(2) ASTM D-2488-93 統一土壤分類觀察識別法(Practice for Description and Identification of Soils(Visual-Manual Procedure))
1.4.2 美國墾務局(USBR)
(1) USBR 5000-86 統一依工程用途之土壤分類試驗法(Procedure for Determining Unified Soil Classification(Laboratory Method))
(2) USBR 5005-86 統一土壤分類觀察識別法(Procedure for Determining Unified Soil Classification(Visual Method))
2. 產品
(空白)
3. 施工
3.1 岩盤基礎
3.1.1 心層(包括濾層及漸變層)基礎處理
(1) 基礎面清理
A. 開挖完成後的基礎面上,所有疏鬆及不適用材料均須清除,基礎面形狀必須為適度漸變的平順表面。
B. 如有必要,依照工程司指示,採用特殊方式[如為避免開挖完成面之空氣風化,保留最後[15cm]厚,暫不開挖作為覆蓋以資保護開挖完成面,該預留之未挖層,應依照工程司指示之一定期間內繼續開挖至完成,隨即填築壩體材料][以噴漿或噴凝土,保護開挖完成面]處理開挖表面,防止新鮮岩盤發生風化。
(2) 開挖面與不規則表面處理
A. 較陡岩坡於施工過程中須加以保護,坡面不規則處如突岩、峭壁、稜邊等須加以修挖,以形成較平順之連續斷面。開挖面最陡不得超過H:V=0.5:1。
B. 對於超過0.3m的局部陡面,須予以挖除或以混凝土鑲補,使之平整。
(3) 破碎帶處理
在心層(包括濾層及漸變層)的基礎內之鬆軟材料如斷層泥、破碎岩、剪裂帶、泥層和軟弱或透水性土壤以及風化岩石等不適合於用為基礎的雜物,均須剷除,若無法剷除,至少須將它開挖至寬度[1.5倍]之深度,但不得小於[0.3m],並將開挖表面清除乾淨後以混凝土鑲補或水泥砂漿回填,使此等破碎帶有較堅實表面。
(4) 基礎排水
A. 所有可能流入基礎之水,如泉水、滲流水等,必須防止流入心層基礎面,以確保填築時基礎保持無滯水狀態,以防止基礎面附近之細料流失。
B. 前述可能流入基礎之水,利用級配良好之礫石及灌漿管引入集水井後,予以抽除。
C. 填築過程中,集水井水位必須控制在低於填土面下方1.5m以上,當填築增高,集水井內水位穩定後,利用該灌漿管,以水泥漿或混凝土,將集水井與灌漿管填滿封閉。
(5) 覆蓋灌漿(Blanket Grouting)
覆蓋灌漿(亦稱為護坦灌漿或護毯灌漿)之目的在於以淺層灌漿方法改善表層基礎岩盤之天然缺陷、彌補因開挖而破壞之岩盤,注入漿液填滿縫穴和節理,使表層岩盤形成較為均勻的舖蓋狀基礎,改善淺層基礎岩盤之水密性,防止大壩防滲體細料被滲流侵蝕,經基岩裂隙流失,以確保防滲體不會遭受滲漏破壞。覆蓋灌漿應在帷幕(隔幕)灌漿之前先行施工,以減少帷幕灌漿時之地表漏漿。承包商應依照設計圖說或工程司指示,按照第02356章「水庫固結灌漿」之規定,應在心層基礎(包括濾層及漸變層基礎)範圍內全面均勻施灌壩基舖蓋灌漿。[如壩基礎屬不可灌地質,依工程司指示採用鋼纖噴凝土舖蓋(Steel Fiber Shotcrete Pavement)代替覆蓋灌漿。鋼纖噴凝土舖蓋厚度為[20cm][不但具有覆蓋灌漿功能,同時可防止開挖完成後的基礎岩盤的風化。]
(6) 隔幕灌漿(Curtain Grouting)
壩基岩盤內之滲流控制,多採用隔幕灌漿(Curtain Grouting),(包括水泥灌漿、黏土水泥灌漿和化學灌漿),以堵塞岩盤內裂隙,防止大量的滲漏,以避免軟弱夾層、泥化夾層之被侵蝕流失,危害壩基之穩定。
廠商應依照設計圖說或工程司之指示,依第02355章「水庫隔幕灌漿」之規定辦理隔幕灌漿。
(7) 水泥(砂)漿充填(slush grouting)
為防止心層細料隨滲漏水經基礎節理或裂縫流失,甚至發生管湧,廠商應依照設計圖說或工程司之指示在心層基礎面之裂縫處實施水泥漿或水泥砂漿充填。(若採用鋼纖噴凝土舖蓋,則可免去水泥(砂)漿充填。)
土石壩心層基礎岩盤表面之裂縫,節理密集帶及小型開口節理(寬度小於1cm)以及洞穴等暴露弱面,必須實施“水泥(砂)漿充填”(亦稱為“充填灌漿”),將水泥濃漿或水泥砂漿,以低壓充填縫穴和節理,封閉地表裂隙,以防止心層與岩盤間之滲漏導致管湧。水泥(砂)漿充填必須在壩基舖蓋灌漿完成後,並於壩體填築前實施。漿液係由水泥和水,或水泥、砂和水拌和而成,為確保漿液能充分滲入裂縫內,充填漿液所拌和材料之最大粒徑不得大於縫寬之1/3。漿液稠度得按照個別裂縫之需要,由水泥漿及水泥砂漿之間變更漿液配比調整之。漿液之拌和必須採用高速機械式或離心式拌漿機,凡經拌和後之漿液必須在30min內使用完畢。
一般水泥(砂)漿充填之步驟如下:
A. 水泥(砂)漿充填開始前,壩基岩面及裂縫中之鬆弛岩屑和泥土等有害物,必須以人工挖掘,掃除、水沖或風吹等方法將鬆動及有害物清除乾淨,而沖洗時聚集於凹處之積水一併排除。
B. 水泥(砂)漿充填施工之前,必須使岩盤表面及裂縫濕潤。
C. 水泥(砂)漿充填之施工,可依個別裂縫之特性分別採用表面掃填、塗抹、倒灌、棒搗或漏斗等方法填實之。
D. 水泥(砂)漿充填完成後,漿液尚在塑性狀態時應立即進行壩體之填築。若以水泥砂漿舖蓋岩盤表面者,其厚度不得小於[10cm],砂漿表面必須覆蓋養護至少[24小時]。酷熱天氣時,該區必須保持濕潤,以避免降低砂漿之品質,並須待水泥砂漿獲得足夠強度(至少[7天])後,始可進行壩體之填築。
岩層中遇有大型之開口節理或洞穴時,必須採用水泥砂漿以低壓或重力法填滿或以混凝土分層填實。大型之開口節理或洞穴之回填依下列程序進行。
E. 回填工作開始前應將大型之開口節理或洞穴內鬆弛岩屑和泥土等有害物清除乾淨。大型之開口節理或洞穴之回填應由最低處同時開始,往高處逐漸進行。回填施工之前,開口節理或洞穴之岩盤表層應保持潤濕。
F. 凡可設置施灌導管之大型開口節理或洞穴,應儘量將導管插入大型之開口節理或洞穴內,灌注回填漿液。
G. 回填漿液之稠度與成份,應依照大型之開口節理或洞穴之寬度及大小調整之。
3.1.2 上游殼層基礎
(1) 上游殼層基礎為心層(包括濾層及漸變層)基礎以外的上游壩體基礎屬之。開挖後之基礎表面須方便於填築與滾壓工作之進行。較軟弱具壓縮性的材料須予以挖除。
(2) 所有突岩必須予清除,超過1.5m的陡面必須以開挖或鑲補混凝土加以處理,使其坡度降至H:V=1:1或更平緩。
(3) 破碎帶處理;在上游殼層基礎內之鬆軟材料如斷層泥、破碎岩、剪裂帶、泥層和軟弱或透水性土壤以及風化岩石等不適合於用為基礎的雜物,均須剷除,若無法剷除,至少須將它開挖至寬度[1.5倍]之深度,但不得小於[0.3m],然後以心層料夯實回填。
3.1.3 下游殼層基礎
除破碎帶處理用濾料夯實回填外,與上游殼層基礎同樣處理。
3.2 透水基礎
3.2.1 心層(包括濾層及漸變層)基礎處理
級配適當且結構緊密的砂礫石基礎之強度與承載力,一般均高於土石壩體,但承包商應將影響沉陷甚至可能導致管湧之腐植土、樹木、有機物、泥土、鬆砂等,依據工程司之指示,清除或挖除。若砂礫石層有黏土夾層或鬆軟土層時,應予以置換工程司認可之砂礫石材料,築造砂礫石基礎的滲流控制措施:
(1) 設置截水槽(Open Trench Cutoff)
當砂礫石層厚不超過[20m]時,一般多採用截水槽,將土石壩防滲體直接與基岩或與可靠的相對不透水層連接起來,截斷地基中強透水層之滲流。截水槽應依照設計圖說所示之位置及工程司指示之深度,按第02311章「壩基礎開挖」之規定開挖,開挖完成後,依照本章第3.1.1款規定辦理基礎處理,然後依照第02314章「壩體填築」之規定,以心層防滲材料[和濾料]回填截水槽。
(2) 設置混凝土防滲牆(Concrete Diaphragm Cutoffs)
承包商應依照設計圖說所示依據工程司之指示,採用工程司認可之鑽機、固壁用之泥漿穩定液、或其他設備,在心層透水基礎中鑽掘成列的[圓孔][槽孔]貫穿不透水層,在孔中澆置混凝土,最後連成一片成一整體的[柱列式][板槽式]混凝土防滲牆。]
(3) 設置自凝水泥黏土漿防滲牆(Slurry Trench Cutoffs)
承包商應依照設計圖說所示依據工程司之指示,採用工程司認可之鑽機、固壁用之泥漿穩定液、或其他設備,在心層透水基礎中鑽掘一道貫穿不透水層的槽溝。鑽掘完成後,以配比皂土[8%]:水泥[20%]:水[72%]的水泥-皂土漿液置換槽溝中之固壁用之泥漿穩定液,使之固化後形成柔性且透水性極低的防水牆。]
3.2.2 上游殼層基礎
除依照第3.1.2款(1)規定辦理外,承包商應依照設計圖說所示或工程司指示,按照第02314章「壩體填築」之規定,以與心層同樣的不透水材料,填築上游水平防滲舖蓋。
3.2.3 下游殼層基礎
配合上游水平防滲舖蓋之填築,下游殼層基礎應設有排水減壓措施,以降低滲透壓力、提高容許出逸坡降、防止滲透破壞。下游排水減壓措施包括水平舖蓋排水層、排水溝、減壓井。承包商應依照設計圖說所示或工程司指示,築造水平舖蓋排水層、排水溝、減壓井。水平舖蓋排水層應按照第02314章「壩體填築」之規定施工。
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 岩盤基礎
(1) 心層基礎面清理、開挖面與不規則表面處理、基礎排水,[依契約詳細價目表「心層基礎面處理」項目以[一式]計量]。[除另有規定外,所需費用均包括在契約內,與本項工作有關項目之單價內,不另計量]。
(2) 心層基礎破碎帶處理依契約詳細價目表「心層破碎帶處理」項目以實作混凝土鑲補或水泥砂漿回填數量以[立方公尺]計量。
(3) 覆蓋灌漿之計量依據第02356章「水庫固結灌漿」之規定辦理。
(4) 隔幕灌漿之計量依據第02355章「水庫隔幕灌漿」之規定辦理。
(5) 水泥(砂)漿充填依契約詳細價目表在工程司指示下,[實際充填水泥(砂)漿所用之水泥量,以[公斤]計量。][實際充填水泥(砂)漿之體積,以[立方公尺]計量。]
(6) 上游殼層基礎表面清理、突岩之清除、開挖面與不規則表面處理、基礎排水等工作[依契約詳細價目表「上游殼層基礎面處理」項目以[一式]計量]。[除另有規定外,所需費用均包括在契約內,與本項工作有關項目之單價內,不另計量]。
(7) 上游殼層基礎破碎帶處理依契約詳細價目表「上游殼層破碎帶處理」項目以實作心層料置換數量以[立方公尺]計量。
(8) 下游殼層基礎表面清理、突岩之清除、開挖面與不規則表面處理、基礎排水等工作[依契約詳細價目表「下游殼層基礎面處理」項目以[一式]計量]。[除另有規定外,所需費用均包括在契約內,與本項工作有關項目之單價內,不另計量]。
(9) 下游殼層基礎破碎帶處理依契約詳細價目表「下游殼層破碎帶處理」項目以實作濾層料置換數量以[立方公尺]計量。
4.1.2 透水基礎
(1) 設置截水槽之開挖計量以開挖至施工製造圖所示或工程司以書面指示之計量線計算,以實作移除數量(以自然方算),依契約詳細價目表,以[立方公尺]計量。
心層防滲材料[和濾料]回填截水槽之計量,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理。
(2) 設置混凝土防滲牆之計量,以所完成混凝土防滲牆之面積(深度×長度),依契約詳細價目表,以[平方公尺]計量。
(3) 設置自凝水泥黏土漿防滲牆之計量、以所完成自凝水泥黏土漿防滲牆之面積(深度×長度),依契約詳細價目表,以[平方公尺]計量。
(4) 填築上游水平防滲舖蓋之計量,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理
(5) 設置水平舖蓋排水層之計量,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理
(6) 設置排水溝之計量,以所完成之排水溝長度,依據契約詳細價目表,以[公尺]計量。
(7) 設置減壓井之計量,以所建造之減壓井座數,依據契約詳細價目表,以[座]計量。
4.2 計價
4.2.1 岩盤基礎
(1) 心層基礎面清理、開挖面與不規則表面處理、基礎排水,[依契約詳細價目表「心層基礎面處理」項目以[一式]計價給付。此項給付應包括完成該項工作所需一切人工、材料、機具、設備、動力、運輸、基礎面保護及其他一切附屬工作之費用。] [所需費用均包括在契約內,與本項工作有關項目之單價內,不另計價]。
(2) 心層破碎帶處理依契約詳細價目表「心層破碎帶處理」項目以[立方公尺]計價。此項單價包括第3.1.1款(3)各項費用。
(3) 覆蓋灌漿之計價依據第02356章「水庫固結灌漿」之規定辦理。
(4) 隔幕灌漿之計價依據第02355章「水庫隔幕灌漿」之規定辦理。
(5) 水泥(砂)漿充填依契約詳細價目表「水泥(砂)漿充填」項目[按實際充填水泥(砂)漿所用之水泥量,每[公斤][立方公尺]計價。]此項單價包括所有材料費(除了水泥)、機具費、清理、潤濕、拌和和充填等人工費用以及其他一切附屬工作之費用。
[水泥(砂)漿充填所使用的水泥,依契約詳細價目表「水泥」項目,每[公斤][立方公尺]計價,此項單價包括充填用水泥之[供應]、搬運、儲存之費用。]
(6) 上游殼層基礎表面清理等工作依契約詳細價目表「上游殼層基礎面處理」項目以[一式]計價。[除另有規定外,所需費用均包括在契約內,與本項工作有關項目之單價內,不另計價]。
(7) 上游殼層基礎破碎帶處理,依契約詳細價目表「上游殼層破碎帶處理」項目以[立方公尺]計價。
(8) 下游殼層基礎表面清理等工作[依契約詳細價目表「下游殼層基礎面處理」項目以[一式]計價]。[除另有規定外,不另計價]。
(9) 下游殼層基礎破碎帶處理依契約詳細價目表「下游殼層破碎帶處理」項目以[立方公尺]計價。
4.2.2 透水基礎
(1) 設置截水槽之開挖,將依契約詳細價目表,以[立方公尺]計價。此項單價應包括施工所必須之準備工作、開挖、清理、滑動防止、浸蝕控制及其他維持開挖面於優良情況所必須之工作所需之所有人工費、機具費、設備費、動力費以及由開挖地點運往堆置場(如有必要)、填築地點、或棄土區的運輸費及其他為完成本工作所必須之一切費用。
心層防滲材料[和濾料]回填截水槽之計價,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理。
(2) 設置混凝土防滲牆之計價,依契約詳細價目表,以[平方公尺]計價。此項單價應包括所有為完成該項工作所需要之人工、材料[(水泥除外)]以及機具之費用。
[設置混凝土防滲牆所使用的水泥,依契約詳細價目表,以公斤計價,此項單價包括所使用水泥之供應、搬運、儲存之費用。]
(3) 設置自凝水泥黏土漿防滲牆之計價,依契約詳細價目表,以[平方公尺]計價。此項單價應包括所有為完成該項工作所需要之人工、材料[(水泥除外)]以及機具之費用。
[設置自凝水泥黏土漿防滲牆所使用的水泥,依契約詳細價目表,以公斤計價,此項單價包括所使用水泥之供應、搬運、儲存之費用。]
(4) 填築上游水平防滲舖蓋之計價,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理。
(5) 設置水平舖蓋排水層之計價,應依據第02314章「壩體填築」之規定辦理。
(6) 設置排水溝之計價,應依據契約詳細價目表,以[公尺]計價。
(7) 設置減壓井之計價,應依據契約詳細價目表,以[座]計價。
〈本章結束〉
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