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      鉆孔灌注樁在泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件下的施工方法

      2014-04-04 05:35:22張勇順
      河北水利 2014年1期
      關(guān)鍵詞:灘涂泥質(zhì)護筒

      □張勇順

      從上世紀60年代開始,人為活動的增加使環(huán)渤海入海河流水量急劇減少,導(dǎo)致所攜泥砂淤積在河口附近的潮間帶,80年代以后,沿海地區(qū)大面積興辦水產(chǎn)養(yǎng)殖,使一些岸段的海岸線逐步向海里推進,極易被風(fēng)暴潮沖毀,致使大量泥沙被沿岸流搬運。目前,環(huán)渤海地區(qū)許多河流下游和入海河口處均被嚴重淤積,使環(huán)渤海入海河口地區(qū)形成大面積泥質(zhì)灘涂。

      近年,環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)發(fā)展迅速,經(jīng)濟發(fā)展離不開“水”,所以相應(yīng)的水利工程也逐年增加。水利工程中使用的樁基型式很多,但鉆孔灌注樁技術(shù)有著適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便的特點,因此是現(xiàn)在水利工程中應(yīng)用廣泛的一種樁基形式。在環(huán)渤海地區(qū)泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件下,鉆孔灌注施工受很多因素影響,質(zhì)量較難控制,而樁基工程施工的成敗往往決定著整個工程的成敗,所以如何保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量成為關(guān)注的重點。

      1.施工難點

      1.1 施工場地基礎(chǔ)條件差

      樁機無法在地面固定,須搭建鋼平臺固定樁機。由于鋼平臺距離地面較高且設(shè)計樁頂位于淤泥層下,在完成鉆孔后,吊裝鋼筋籠時只采取常規(guī)吊筋進行固定和定位,極易發(fā)生鋼筋籠偏位。

      1.2 易發(fā)生縮徑

      由于地表層覆蓋層較厚的淤泥,流動性強,當(dāng)泥漿性能差時,不足以平衡鉆孔壁地層側(cè)壓力,致使孔壁向鉆孔突出而發(fā)生縮徑。

      1.3 樁頂質(zhì)量控制難度大

      表層覆蓋層較厚的淤泥層,特別是潮汐落潮時,由于孔內(nèi)壓力大于孔外壓力,極易造成鉆頭鉆進過程中孔內(nèi)泥漿因穿孔流失,同時也易造成鉆孔樁在混凝土灌注至護筒內(nèi)時混凝土下料困難,對樁頂質(zhì)量控制帶來較大隱患。

      1.4 護筒不易埋設(shè)

      在泥質(zhì)灘涂上進行鉆孔時,由于地表層覆蓋淤泥,護筒不易埋設(shè)牢固,進行鉆孔施工時,容易容易發(fā)生傾斜,造成塌孔。

      2.施工措施

      2.1 引籠定位

      在鋼平臺上施工時,對鋼筋籠可采取制作可周轉(zhuǎn)使用的引籠進行定位,即在原鋼筋籠頂設(shè)置4~6根與鋼筋籠主筋同直徑的鋼筋與鋼筋籠進行機械連接,將鋼筋籠延長至護筒頂采取定位筋進行定位。

      2.2 控制泥漿性能

      泥漿液面須高于地下水位0.5m以上。開孔時鉆機輕壓慢轉(zhuǎn),嚴格控制不同地層的泥漿性能,不能采用原土造漿,用提前制備好的優(yōu)質(zhì)泥漿及時置換鉆進中形成的劣質(zhì)泥漿。施工中要經(jīng)常測定泥漿的相對密度、粘度、含砂率等指標(biāo)。

      2.3 控制鉆孔內(nèi)外壓力平衡

      鉆進過程中對孔內(nèi)外鉆孔泥漿水頭高度進行有效控制,主要是根據(jù)潮汐的情況對護筒內(nèi)的泥漿進行抽出或添加,以此保證孔內(nèi)外壓力基本平衡,避免了由于孔內(nèi)壓力大于孔外壓力,造成鉆頭鉆進過程中孔內(nèi)泥漿因穿孔流失,以及混凝土灌注至護筒內(nèi)時混凝土下料困難等問題。在出現(xiàn)穿孔問題后,對穿孔位置進行砂袋回填即可有效阻止泥漿流失。

      2.4 擴挖護筒坑

      針對地表層覆蓋淤泥,且護筒未穿透淤泥層深入淤泥層底部這種情況,開挖護筒坑時直徑至少大于護筒直徑100cm,且深挖使護筒穿透淤泥層。在淤泥層范圍內(nèi)用粘土換填并夯實,再埋設(shè)護筒,并用粘土填筑護筒周圍,分層夯實,每層30cm。

      3.典型案例

      3.1 工程簡介

      北排河擋潮閘除險加固工程位于天津市濱海新區(qū)新馬棚口村東南北排河入??谔帲勺蟀独蠐醭遍l(1967年建)和右岸新?lián)醭遍l(1979年建)組成,兩閘并排布置,中間設(shè)40m寬導(dǎo)流墩。本次除險加固工程包括新、老擋潮閘除險加固兩部分,工程等別為III等,主要建筑物為3級。在老擋潮閘閘室拆除重建中,閘墩基礎(chǔ)由新增鉆孔灌注樁和利用原樁基兩部分組成,其中兩側(cè)邊墩共新增28根樁,樁徑1m;中墩在原樁基上、下游各布置一排樁,每排5根,樁徑 1.5m,單樁長均為20m。主要工程量為鉆孔總長:836m;混凝土(C25F50)灌注量為 942.6m3;鋼筋總量為58.05t。

      3.2 工程地質(zhì)情況

      該工程位于沿海泥質(zhì)灘涂區(qū),地下水位高,地質(zhì)情況復(fù)雜,據(jù)勘探資料分析,地下土主要為砂質(zhì)粘土、軟粘土和粉土,成層狀分布。在30m深度的勘探范圍內(nèi),從成因上來分,可分為兩個大的單元體。

      高程-13~-15m以下為陸相沉積層,橫向的差異性較大,但大部分土的密度較高,呈可塑~硬塑狀態(tài)。

      高程-15~0m為海相沉積層,這層土大都很軟,稠度大于1或接近1,呈流動狀態(tài),該層土正處于閘底板附近,對于抗震穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定以及對基坑開挖、樁基施工等造成不利影響。

      3.3 施工過程

      施工前針對泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件及設(shè)計圖紙要求,進行試驗性打樁。經(jīng)過對試打樁情況進行分析,確定本次灌注樁施工采用泥漿護壁正循環(huán)鉆機造孔,導(dǎo)管法水下混凝土灌注成樁的施工方案。確定好施工方案后,提前做好準備,應(yīng)對施工中可能遇到的困難,采取有針對性的處理措施,所以本次鉆孔灌注樁施工能夠順利完成。所有灌注樁經(jīng)檢驗全部滿足設(shè)計要求,質(zhì)量評定均達到優(yōu)良標(biāo)準。

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