混凝土灌注樁在病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的運(yùn)用

王妮娜 戴紅梅 李世虎

(寧夏固原市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 756000)

1 工程概況

寧夏西吉縣小河子水庫(kù)位于葫蘆河左岸支溝八代溝的出口處，屬渭河一級(jí)支流葫蘆河流域，該流域水土流失嚴(yán)重、自然條件差，是西吉縣最貧困的地區(qū)之一。2010年列入寧夏小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固計(jì)劃，2011年4月開工建設(shè)。水庫(kù)為碾壓式黃土均質(zhì)壩，控制流域面積8.0km2，最大壩高28.2m，頂長(zhǎng) 215m，上游坡坡比 1∶3.0，下游坡坡比 1∶2.5，頂寬6.0m。設(shè)計(jì)總庫(kù)容183.3萬m3，其中調(diào)洪庫(kù)容133.7萬m3，屬小(1)型水庫(kù)。工程樞紐主要由土壩、泄水建筑物組成。除險(xiǎn)加固的主要內(nèi)容有:?土壩加高2.2m，加壩增容41.6萬m3;?新建輸(泄)水建筑物，由輸(泄)水水塔、涵洞、陡坡及消力池組成。

地質(zhì)報(bào)告表明:壩址區(qū)建筑物基礎(chǔ)屬黃土丘陵地貌，出露的巖性有壩體)人工填土;第四系上更新統(tǒng)馬蘭組()黃土;第三系紅柳溝組(N1h)泥巖。人工填土():原壩體，巖性主要為右岸黃土，采用人工碾壓而成，屬均質(zhì)土壩。承載力［R］=140kPa，開挖邊坡比1∶1.25。

紅柳溝組(N1h)泥巖:淺黃色、桔紅色，厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，層狀結(jié)構(gòu)，無膨脹性，風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度3.0m，屬中等透水層，下部均為弱透水層，承載力［R］=200kPa;中等風(fēng)化帶，承載力［R］=600KPa。

建筑物基礎(chǔ)應(yīng)置于中等風(fēng)化泥巖上。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值:壤土35kPa，泥巖130kPa，樁端置于中等風(fēng)化以下砂質(zhì)泥巖上。樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值5000kPa。

2 灌注樁設(shè)計(jì)

小河子水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程混凝土灌注樁設(shè)計(jì)要求29根，布設(shè)在輸水水塔、涵洞基礎(chǔ)之下。其中，水塔基礎(chǔ)6根，涵洞基礎(chǔ)23根，直徑0．8m，每根樁長(zhǎng)29．0m，樁基頂高程1842．00m，樁基底高程1813．00m，伸入中等泥巖層3．0m。

2.1 樁基豎向承載力計(jì)算(以水塔基礎(chǔ)為例，復(fù)合基樁)

2.1.1 軸心豎向作用

軸心豎向作用應(yīng)滿足下式:

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(2008)表5.2.2規(guī)定:

泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔灌注樁γs=γp=1.67～1.62，取γs=γp=1.62;

2.1.2 分層計(jì)算樁側(cè)極限側(cè)阻力

不同土層樁側(cè)極限側(cè)阻力值見下表。

不同土層樁側(cè)極限側(cè)阻力表

則:Qsk= μΣqsikLi=326.56t

2.1.3 樁端極限端阻力

依據(jù)地質(zhì)報(bào)告，泥巖基極限端阻力Qpk=500t/m2;

則:Qpk=qpkAp=500×0.503=251.5t

查表得ηs=0.89 ηp=1.36

則:樁基中復(fù)合基樁

考慮承臺(tái)效應(yīng)(底板)，ηcfakAc

式中 ηc為承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，此取較低值0.08;

fak為承臺(tái)下1/2寬度且不超過5m深度范圍的承載力，此取3.5t/m2;

Ac為承臺(tái)底凈面積，8.2×3.8=31.2m2;

則:ηcfaKAc=0.08×3.5×31.2=8.74t

因此，樁基中復(fù)合基樁承載力為R+ηcfakAc=390.54+8.74=399.28t

2.2 軸心豎向力的計(jì)算

式中 F為水塔底板及以上部分荷載，F(xiàn)=566.64t;

n為樁墩:n=6根，樁基比重γ=2.5t/m3;

樁基安全系數(shù)取為二級(jí):γ0=1.0;

樁基承載能力滿足承載要求。

3 灌注樁質(zhì)量控制

3.1 鉆孔灌注樁

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇適宜的鉆孔設(shè)備，嚴(yán)格控制施工工藝，保證孔位準(zhǔn)確，成孔垂直，每個(gè)灌注樁成孔后，經(jīng)地質(zhì)部門驗(yàn)收方可進(jìn)行下道工序。做好清孔、洗孔和泥漿護(hù)壁，防止出現(xiàn)縮孔、孔壁坍塌現(xiàn)象，樁底沉渣量滿足規(guī)范要求。

3.2 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范制作，吊裝前檢查焊接和綁扎強(qiáng)度，為保證鋼筋籠在孔內(nèi)的保護(hù)層厚度，在籠外2.0m左右焊接鋼筋棒支撐保護(hù)層，并做好每節(jié)鋼筋籠焊接，避免吊裝過程中出現(xiàn)卡、阻現(xiàn)象。

3.3 混凝土澆筑

控制好混凝土各項(xiàng)配置指標(biāo)，保證混凝土和易性滿足規(guī)范施工和要求，避免出現(xiàn)堵、埋管現(xiàn)象，導(dǎo)管直徑在200mm以上，管端被混凝土埋深2～4m以內(nèi)，為便于導(dǎo)管提升，每節(jié)長(zhǎng)度控制在2．0m左右。施工中混凝土必須連續(xù)快速澆筑，避免斷樁和夾泥層。

4 灌注樁質(zhì)量檢測(cè)

2011年9月，建設(shè)單位委托設(shè)計(jì)單位，采用超聲波對(duì)混凝土灌注樁樁身完整性進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)價(jià)。檢測(cè)報(bào)告表明:樁身無斷樁、離析、夾泥現(xiàn)象;樁身截面無縮徑、擴(kuò)徑出現(xiàn);樁身勻質(zhì)性、完整性好，所檢測(cè)樁均合格，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

西吉縣小河子水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程2011年4月開工建設(shè)，2012年2月竣工，目前運(yùn)行正常。由于混凝土灌注樁屬隱蔽性工程，給工程質(zhì)量控制和監(jiān)督帶來一定困難，根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，就能保證混凝土灌注樁的施工質(zhì)量。

1 JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］．

2 GB 50487—2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］．

3 寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院地質(zhì)隊(duì)．寧夏西吉縣小河子水庫(kù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告［R］．2010．