黃圖

（廣東省北江航道開發(fā)投資有限公司，廣東廣州 510101）

1 工程概況

清遠水利樞紐是以航運、改善水環(huán)境為主，結(jié)合發(fā)電、反調(diào)節(jié)，兼顧灌溉和供水條件、旅游、養(yǎng)殖和水資源等為一體的綜合性水利樞紐。新建清遠二線船閘工程PHC管樁（D=600（110）mm-B）工程主要施工部位位于上閘首及1#閘室兩個區(qū)域。其中上閘首PHC管樁共計372根全部需要截樁8m，單根長度15m的樁有318根，樁底高程為▽-14.64m；單根長度17m的樁有54根，樁底高程為▽-17.54m，靠近基坑左岸3排（鄰水側(cè)）。1#閘室PHC管樁共計86根，樁底高程為▽-18.74m的樁有19根，單根長度18m；樁底高程為▽-15.74m的樁有19根，單根長度15m；樁底高程為▽-13.94m的樁有48根，單根長度15m。兩塊區(qū)域共計458根，總樁長7035m。項目區(qū)屬沿線為剝蝕堆積河谷平原地貌。區(qū)內(nèi)地形稍有起伏，地貌形態(tài)單一，地層層位較穩(wěn)定，土性較均勻。本施工區(qū)域地質(zhì)條件差，本標段地質(zhì)條件雜粉砂層為主，部分施工區(qū)域可能還存在不明基礎(chǔ)，PHC管樁施打難度大。

2 水文地質(zhì)條件

2.1 地表水

項目區(qū)屬北江水系，北江干流徑流年內(nèi)分配不均勻，一般枯水期（10月至次年3月）水量僅占全年水量的25%左右，汛期（4—9月）水量占全年水量的75%。豐水期徑流量以6月為最大，約占年徑流量的20%，枯水期則以1月為最小，僅占年徑流量的3%左右。

2.2 地下水

根據(jù)地質(zhì)勘察資料分析，項目區(qū)地下水類型主要為第四系孔隙水（潛水、承壓水）和基巖巖溶含水層?？辈炱陂g，測量地下水位埋深一般2.4～9.1m，最大埋深16.9m。上游（以既有清遠水利樞紐作為上下游分界）地下水位稍高，水位高程12.7～14.2m；下游地下水位稍低，水位2.0～9.4m。場區(qū)內(nèi)孔隙含水層分布于河流兩岸階地及河床砂層和砂卵礫石層中，根據(jù)場區(qū)內(nèi)滲透性評價，粘性土層滲透性較差，形成相對隔水層，下伏砂性土層及砂卵石土層滲透性較強，形成承壓水層。兩岸一級階地地下水與河水水力聯(lián)系良好，并形成互補關(guān)系，洪水期河水補給地下水，枯水期地下水向河流排泄，因此地下水位及水量隨季節(jié)變化大?；鶐r巖溶含水層主要分布在第四系覆蓋層之下，為天子嶺組灰?guī)r、砂頁巖組成，其透水性主要決定于基巖內(nèi)巖溶、裂隙的發(fā)育程度及其連通性。

2.3 水質(zhì)分析

本次勘察期間在北江及其附近井水取水樣進行水質(zhì)分析，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（GB50021—2001）》（2009年版）相關(guān)規(guī)定，按II類環(huán)境評價標準判別：場地地表水及地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性；在長期浸水下對混凝土中鋼筋具微腐蝕性；在干濕交替下具微腐蝕性。

2.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象

工程區(qū)第四系覆蓋層較深，巖土層粗粒含量較多。場地區(qū)粘性土混粉砂，多為流塑～軟塑，地基承載力差，開挖后邊坡穩(wěn)定性較差，易發(fā)生邊坡坍塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，局部粉砂含量較多處，存在管涌、流砂的可能。砂性土、卵礫石土為強透水層，砂性土、卵礫石主要有1-3層中粗砂、2-3層粉細砂及4-1層圓礫土、4-3層卵石土。其中淺中部砂性土，松散～稍密～中密，工程地質(zhì)特性較差，承載力較低；深部卵礫石，中密～密實，工程性質(zhì)較好，透水性強。砂性土抗沖、抗剪強度低，易產(chǎn)生管涌、流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

3 施工難點分析

3.1 工期緊

本分項工程工期為45d，PHC管樁總數(shù)量達458根，PHC管樁施工進度快慢直接影響下階段支撐梁施工進度及總體施工進度。

3.2 施工組織難度大

本工程中44根樁貼近基坑連續(xù)墻，打樁過程對連續(xù)墻影響較大，影響基坑安全；再加上PHC管樁施工時打樁機、運輸車、起重吊車等多輛機械設(shè)備同時作業(yè)。施工組織及安全管理難度較大。

3.3 地質(zhì)條件差

本標段地質(zhì)條件雜粉砂層為主，部分施工區(qū)域可能還存在不明基礎(chǔ)，導(dǎo)致PHC管樁施打難度大。

4 靜壓PHC管樁作用原理

靜壓PHC管樁是指根據(jù)單樁承載力選擇匹配的壓樁機，利用壓樁機的自重和配重通過電動油泵液壓方式將荷載施加在PHC管樁的樁頂上，樁尖壓入土體使土體產(chǎn)生壓縮變形。土體應(yīng)力狀態(tài)受到破壞產(chǎn)生一定的阻力，隨著壓樁力的不斷增加，土體因剪切破壞而出現(xiàn)急劇變形，土體往側(cè)向和向下壓縮擠開，靜壓力與土體的阻力形成新的動態(tài)平衡，PHC管樁在靜壓力與自重的雙重作用下不斷地擠土下沉，直至達到設(shè)計要求的持力層[1]。

5 靜壓PHC管樁施工質(zhì)量問題及分析

5.1 樁頂偏位或樁身傾斜

施工場地表層為黏性土混粉砂，巖土層性質(zhì)較為軟弱，鑒于靜壓樁機本身設(shè)備的重量值較大，行走過程中對周邊土體產(chǎn)生一定的推力，使土體產(chǎn)生一定的推移，這就容易將施工完成的PHC管樁往一邊進行擠壓，導(dǎo)致管樁出現(xiàn)傾斜或者偏移的現(xiàn)象。經(jīng)過分析，我們認為樁頂偏位可能與以下原因有關(guān)：①測量放線有誤或樣樁在施工過程中發(fā)生位移；②插樁對中誤差較大或樁尖遇到障礙物；③先沉入的樁被擠動偏位；④接樁不直；⑤基坑挖土不當引起偏位。場地不平、地耐力不夠或者插樁入土?xí)r發(fā)生傾斜以及樁體遇到障礙物是樁體傾斜的主要原因[2]，密集群樁中相互擠壓鄰樁、在軟土中送樁太深、基坑挖土不當也是引起偏位的重要原因。

5.2 樁頂或樁身斷裂

PHC管樁進場堆放時由于控制不當產(chǎn)生裂縫，或者管樁出廠時就存在細微的裂縫，帶裂縫的管樁在沉樁過程中隨著壓樁力的增大，裂縫容易出現(xiàn)擴展現(xiàn)象直至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象；巖土層中存在棱角鋒利的塊石，管樁下沉過程中剛好位于塊石的側(cè)面導(dǎo)致樁身混凝土被劃傷，當管樁進尺到堅硬巖土層時，劃傷位置樁身混凝土容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象；軟硬交接位置地質(zhì)變化幅度較大或者地層陡峭導(dǎo)致樁端受力出現(xiàn)劇變或者地層中存在粒徑較大的孤石，樁端很容易出現(xiàn)爆樁現(xiàn)象。樁頂斷裂主要是樁頂本身原因以及混凝土強度原因，樁頂面不平或樁頂結(jié)構(gòu)不合理或混凝土強度不夠是主要原因，樁錘太輕錘擊數(shù)過多、樁錘太重或落距太大也可導(dǎo)致樁頂發(fā)生斷裂。樁身斷裂主要是樁身質(zhì)量原因或者運輸原因?qū)е?，偏心錘擊、樁身傾斜、樁身長細比過大也是導(dǎo)致樁身斷裂的重要影響因素[3]。

5.3 沉樁深度不足

沉樁深度不足大多與當處地質(zhì)情況與勘察資料不符，導(dǎo)致實際樁端持力層與勘測持力層不符，無法將樁打至設(shè)計要求的持力層深度。另外就是打樁錘能量太小，無法將樁體打到預(yù)計深度。

6 靜壓PHC管樁施工質(zhì)量問題的防治措施

6.1 做好施工前準備工作

施工前要認真檢查打樁設(shè)備各部分的性能，以保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)施工。檢查管樁外觀質(zhì)量及產(chǎn)品等級，檢查管樁的標記是否清晰。根據(jù)施工圖繪制整個工程的樁位編號圖，由專職測量人員分批或全部測定標出場地上的樁位，其偏差不得大于20mm。最后在樁身上劃出以米為單位的長度標記，并按從下至上的順序標明樁的長度，以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁錘擊數(shù)。

6.2 樁身傾斜或者偏位防治措施

本工程施工場地的巖土層較為軟弱，容易發(fā)生樁身傾斜，因此我們要整平場地，用碎石或碎磚作加固墊層并用壓路機碾實從而提高地耐力，同時校正樁機導(dǎo)桿。如果是因為地層中存在障礙物，就要清障后重新插樁。通過引孔的方式減少擠土效應(yīng)，減少送樁深度，分層開挖。

6.3 樁頂或樁身碎裂防治措施

樁頂或樁身的碎裂大多數(shù)是由于樁身質(zhì)量不達標，因此管樁采購時應(yīng)選擇信譽好和質(zhì)量穩(wěn)定的供應(yīng)商，對進場的管樁質(zhì)量進行檢查，檢查管樁的外徑、壁厚、長度、品牌、端頭板鋼板與混凝土連接情況、樁身有無裂縫和端頭混凝土質(zhì)量等，管樁出廠質(zhì)量滿足施工規(guī)范要求方可投入使用[4]。對樁身進行施打時，要減少錘擊能量、減少樁身自由長度。樁錘和樁墊也需及時更換。

7 結(jié)語

在管樁施工過程中嚴格按照施工規(guī)范對關(guān)鍵工序質(zhì)量進行控制，加強對樁身垂直度控制，加強對焊接質(zhì)量檢查，對壓樁力、施打次數(shù)、時間和沉降量進行檢查，根據(jù)管樁出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行分析并采用相應(yīng)的防治措施進行處理，確保靜壓PHC管樁施工質(zhì)量。本工程PHC管樁靜載和動測試驗結(jié)果均滿足設(shè)計要求，施工效果良好。