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      彌河分流閘預(yù)應(yīng)力混凝土管樁地基處理措施

      2021-01-18 06:44:26宋業(yè)政苗永剛胡佳琦
      山東水利 2021年2期
      關(guān)鍵詞:樁帽閘室單樁

      宋業(yè)政,苗永剛,胡佳琦

      (山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276000)

      彌河位于山東半島地區(qū)中部,發(fā)源于沂山西麓,彌河干流自南向北流經(jīng)濰坊市的臨朐縣、青州市、壽光市、濱海經(jīng)開區(qū)4 地,于濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)注入萊州灣,流域面積4 008 km2,干流長度193 km,彌河分流長31.5 km。為控制彌河分流分洪流量,在彌河分流口附近新建分流控制閘。

      新建分流閘軸線位于彌河分流樁號0+850處,工程規(guī)模為大(2)型,工程等別為Ⅱ等,設(shè)計洪水標準為50 年一遇,設(shè)計分洪流量2 300 m3/s。工程主要由上游連接段、閘室段、下游連接段等組成。其中閘室段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),兩孔一聯(lián)布置,共 12 聯(lián),24 孔,單孔凈寬 10 m,閘室總凈寬240 m,閘室段總寬272 m。閘室上游側(cè)設(shè)檢修便橋,下游側(cè)設(shè)交通橋。

      1 地質(zhì)情況

      擬建分流控制閘閘基開挖建基面底高程5.3 m,位于①層壤土、①-1 層砂壤土上,①層壤土呈可塑狀態(tài),土體不均勻,標準貫入擊數(shù)N63.5平均為5 擊,壓縮系數(shù)平均值為0.46 MPa-1,具中等~高壓縮性,存在閘基不均勻沉降問題,且①-1層砂壤土、③層砂壤土為可液化土層。分流控制閘閘基不宜采用天然地基,應(yīng)對地基土采取工程處理措施。設(shè)計采用樁基處理。分流控制閘擋墻基礎(chǔ)建基面開挖底高程5.70 m,位于①層壤土上部,存在閘基不均勻沉降問題,應(yīng)對地基土采取工程處理措施。

      2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計指標

      本工程閘室、左右岸翼墻采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,選用國家標準圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(L14G407)。樁頂嵌入底板50 mm,澆灌樁頂填芯混凝土前,清除樁頂內(nèi)壁浮漿,填芯采用C30 微膨脹混凝土,填筑飽滿;鋼筋與鋼板焊牢。

      本工程共布設(shè)834 棵樁,樁徑為Φ600 mm,樁身混凝土強度C80,樁長為12.5 m,單樁豎向承載力特征值為791 kN,水平承載力特征值為147 kN,水平位移允許值10 mm。對施工過程中沉樁出現(xiàn)異常及地基土較軟部位基樁納入驗收檢測基樁中,其中閘室底板布置管樁576 棵,左右岸擋墻底板布置管樁258 棵。

      3 預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝及技術(shù)要求

      3.1 工藝流程

      樁基施工前進行試樁,本工程試驗樁共3棵。閘室中部及左右岸各一根,試樁位置與設(shè)計樁位不重合。試樁完成后進行單樁豎向承載力、單樁水平承載力和樁身完整性檢測,滿足要求后進行工程樁施工,管樁樁頂高程用水準儀實測控制。

      施工工藝:清表整平→壓實工作面→定位樁位→樁機就位→底樁就位對中調(diào)直→錘擊沉樁→至設(shè)計標高收錘→檢查整樁質(zhì)量→報檢。本工程結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況使用錘擊沉樁法施工,選用D80 步履式柴油錘打樁機施工,可施打單節(jié)樁長15 m,整機重量40 t。

      3.2 施工操作要點

      1)施工前平整樁基場地,防止樁機在施樁過程中發(fā)生不均勻沉降。通過軸線控制點和設(shè)計間距逐個定出樁位,插上鋼筋標志點用白灰畫出樁位,方便打樁時對中,確保樁位正確。2)打樁前檢查進場樁完整性,查驗樁身、樁帽有無裂縫等質(zhì)量問題,樁體質(zhì)量是否符合規(guī)范及設(shè)計要求。3)樁起吊、運輸、堆放時專人指揮,輕吊輕放,堆放時底部墊枕木,做到樁身平穩(wěn)放置,無大的擾動,堆放不宜超過4 層。4)打樁前在樁身每米劃出長度標線,觀測記錄每米錘擊數(shù),施打過程中保持樁錘、樁帽、樁身三者中心線重合,保持樁體垂直度,其垂直度允許偏差不大于0.5%。5)嚴格控制樁位及樁頂標高偏差,錘擊時宜采取低錘輕擊或重錘底打,有效降低錘擊應(yīng)力,防止偏心捶打造成樁身受彎扭折變形。

      3.3 打樁技術(shù)要求

      樁帽或送樁帽與樁周圍的間隙為5~10 mm;錘與樁帽、樁帽與樁之間加設(shè)硬木、麻袋、草墊等彈性襯墊,減少對樁頂?shù)膿p傷;樁錘、樁帽或送樁帽和樁身在同一中心線上作業(yè),保持樁體垂直度;對于密集樁群,自中間向兩個方向或四周對稱施打;當一側(cè)毗鄰建筑物時,由毗鄰建筑物處向另一方向施打;當樁底設(shè)計標高不一致時,宜先打深樁后打淺樁;按設(shè)計規(guī)格不同,宜采取先大后小,先長后短的順序施打。

      4 質(zhì)量控制措施

      4.1 不同地質(zhì)條件下控制措施

      當樁端位于一般土層時,以控制樁端設(shè)計標高為主,貫入度為輔;樁端達到堅硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石類土及風(fēng)化巖時,以貫入度控制為主,樁端標高為輔;貫入度已達到設(shè)計要求而樁端未達標高時,繼續(xù)錘擊3 陣,按每陣10 擊的貫入度不大于設(shè)計規(guī)定的數(shù)值確認,必要時通過試驗確定控制貫入度;當遇貫入度劇變,樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)裂縫、破碎等情況時,應(yīng)暫停打樁,并分析原因采取措施;遇砂夾層或大石塊特殊地質(zhì)條件,可采用先鉆孔再插管樁的辦法施打。

      4.2 樁身尺寸偏差要求

      預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁的樁位偏差,必須符合有關(guān)規(guī)范要求。斜樁傾斜度的偏差不得大于傾斜角正切值的15%(樁的縱向中心線與鉛垂線間夾角)。本工程樁位偏差控制為100 mm。施工現(xiàn)場配備經(jīng)緯儀進行樁身垂直度觀測,隨時量測樁身的垂直度,嚴格控制樁身垂直偏差。

      5 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁檢測

      基樁施工后進行單樁豎向承載力、單樁水平承載力和樁身完整性檢測,豎向和水平承載力特征值分別達到791 kN、147 kN,水平位移允許值10 mm。基樁檢測按照單樁豎向抗壓靜載、單樁水平靜載抽檢數(shù)量為總數(shù)1%,樁身完整性檢測抽檢不低于總數(shù)20%的數(shù)量控制。

      本工程實際完成基樁施工834 根,施工方委托檢測機構(gòu)現(xiàn)場抽檢共完成豎向承載力檢測9棵,水平承載力檢測9 棵,樁身完整性檢測167 棵試驗,抽檢實測值均滿足設(shè)計承載力特征值,用低應(yīng)變法檢測樁身完整性,全部達到Ⅰ類樁標準。

      6 施工技術(shù)難點及注意事項

      1)地質(zhì)條件變化較大時,硬土層及卵石類土層影響打樁進度,樁頭部位加工成椎體結(jié)構(gòu),提高打樁速度,同時保護樁身減少樁端損壞。

      2)當相鄰樁間為軟弱土及淤泥質(zhì)土層時,相鄰樁成樁時對上一棵樁位置、樁頂高程偏差會產(chǎn)生影響,應(yīng)隨時觀測影響值并及時處理。

      3)由于樁身為空芯,澆灌樁頂填芯前要下鋼筋籠,實際操作中發(fā)現(xiàn)部分管樁內(nèi)壁浮漿較厚影響鋼筋籠進入,人工鑿除費時費力同時易造成樁身破壞,出廠驗收時應(yīng)加強樁身外觀質(zhì)量和樁身混凝土強度檢驗,杜絕不合格樁進入現(xiàn)場。

      4)對出現(xiàn)樁頂破碎、樁身傾斜或斷裂等質(zhì)量問題時,綜合分析原因采取處理措施。

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