復(fù)雜地質(zhì)條件下鎖口鋼管樁與鋼筋混凝土支護(hù)樁組合圍堰的應(yīng)用

鄧銳

摘 要：道橋施工中面對復(fù)雜地質(zhì)條件應(yīng)用鎖口鋼管樁和鋼筋混凝土支護(hù)樁組合圍堰有助于解決道橋施工中存在的諸多問題。文章以廣西百色竹洲大橋?yàn)槔瑢ζ錁蚨帐┕ぶ袕?fù)雜地質(zhì)條件下鋼筋混凝土支護(hù)樁與鎖口鋼管樁組合圍堰的設(shè)計(jì)、施工應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件；支護(hù)樁；鎖口鋼管樁；組合圍堰；施工應(yīng)用

我國地域面積廣闊，眾多地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，在進(jìn)行道橋工程施工中需要考慮到當(dāng)?shù)氐膹?fù)雜地址條件設(shè)計(jì)合理的施工方案，鎖口鋼管樁和鋼筋混凝土支護(hù)樁組合圍堰的應(yīng)用有助于解決面對復(fù)雜地質(zhì)條件下道橋施工中存在的諸多問題。下面我們以廣西百色竹洲大橋?yàn)槔龑ζ鋺?yīng)用鎖口鋼管樁和鋼筋混凝土支護(hù)樁組合圍堰的情況進(jìn)行分析研究。

1 廣西百色竹洲大橋工程概況

廣西百色竹洲大橋5#、6#墩承臺為3500×1350×400cm矩形承臺，承臺砼設(shè)計(jì)標(biāo)號為C30。5#墩位于西岸，承臺底面標(biāo)高為104.942m，承臺頂標(biāo)高為108.942m，6#墩位于東岸，承臺底面標(biāo)高為104.182m，承臺頂標(biāo)高為108.182m，墩位處水面平均標(biāo)高為114.3m，為水中承臺。廣西百色竹洲大橋施工條件之復(fù)雜是工程建設(shè)中的一大難點(diǎn)與亮點(diǎn)，竹洲大橋本身是深受其強(qiáng)潮影響的地區(qū)，自然條件方面受多種因素影響變量較多，比如風(fēng)力方面受熱帶季風(fēng)氣候影響，施工區(qū)域經(jīng)常伴有小型龍卷風(fēng)出現(xiàn)，水流方面，作為水系眾多地區(qū)，水流速度平均2.42米/秒，最大水流速度高達(dá)5-6米以上，而且經(jīng)常伴有潮流紊亂的狀況，且左右岸受沖刷情況都較為嚴(yán)重，橋墩施工區(qū)域地質(zhì)條件十分復(fù)雜，尤其是南岸橋墩施工區(qū)域不僅灘涂廣布，且還分布有地下溶洞、含水層等，可以說復(fù)雜的地質(zhì)條件給橋墩施工工作帶來了巨大的難度。

面對如此復(fù)雜的地質(zhì)條件，大橋支護(hù)方式的選擇必須十分慎重，我們以5#號橋墩的修建為例，其周圍的水文狀況、地質(zhì)條件以及圍堰開挖深度、承臺的平面尺寸都決定了要選擇鋼筋混凝土支護(hù)樁組合的圍堰類型。橋墩下河床淤積覆蓋著諸如淤泥、淤積沙土等流質(zhì)土壤，可塑性差，抗壓性差，且含水量高，河床巖層凹凸不平以深受水流侵蝕的弱風(fēng)化掩面為主，硬度高，脆性大，不少地區(qū)還存在著少量的溶槽發(fā)育和填充性溶洞，在失去外力作用后平衡失控會(huì)編程流動(dòng)狀態(tài)，且施工地面氣度大，施工地點(diǎn)多位于江邊土丘與河灘上，由于平均開挖深度在10以上，所受的側(cè)壓力也較大。面對這種情況，結(jié)合施工現(xiàn)場地質(zhì)情況和適用條件進(jìn)行綜合考慮，適用鎖口鋼管樁和鋼筋混凝土支護(hù)樁組合圍堰成為了最佳選擇，在二者之間設(shè)置高壓旋噴樁、諸如防水砂漿來達(dá)到止水效果。這種設(shè)計(jì)雖然一次性經(jīng)濟(jì)投入較大，但是屬于設(shè)備式投入可反復(fù)使用，并且對于施工區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)條件有很好的適應(yīng)性，諸如密集孤石、片石堆積、河灘土地、水下底層有障礙物等區(qū)域，且二者聯(lián)合有助于加快施工速度，無論是制作、加工、運(yùn)輸、吊插、下沉等都十分方便靈活，工藝簡單，所需設(shè)備少，并且根據(jù)施工需求能夠組裝成各種形式的圍堰，尤其對于大體積承臺的施工應(yīng)用效果好[1]。

2 組合圍堰施工設(shè)計(jì)

根據(jù)廣西百色竹洲大橋橋墩復(fù)雜的體制條件和水文狀況選擇了鎖口鋼管樁與鋼筋混凝土支護(hù)樁進(jìn)行組合圍堰設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土支護(hù)樁的設(shè)計(jì)施工和鎖口鋼管樁的設(shè)計(jì)施工應(yīng)用情況如下。

2.1 鋼筋混凝土支護(hù)樁的設(shè)計(jì)和施工

支護(hù)樁的施工設(shè)計(jì)要以最壞的情況為參考進(jìn)行受力分析，嚴(yán)格考慮支護(hù)樁單獨(dú)防洪、抗滑情況下的受力情況，可采用m法進(jìn)行計(jì)算確定支護(hù)樁的中心間距以及樁后間隙設(shè)置，確定高壓旋噴樁的合理設(shè)置情況，確保其能夠滿足抗滑力的設(shè)計(jì)要求[2]。

鋼筋混凝土支護(hù)樁的設(shè)計(jì)流程如下：先對施工區(qū)域進(jìn)行場地平整，清除雜物，確保施工面無障礙物，然后根據(jù)施工要求和現(xiàn)場地質(zhì)情況制作和合理埋設(shè)鋼護(hù)筒，然后根據(jù)施工要求比例制作混凝土泥漿，在確保鉆機(jī)就位的情況下，實(shí)施沖擊鉆孔工作，確保成孔與終孔，然后做好清孔工作之后將制作好的鋼筋籠進(jìn)行下放，在水下實(shí)施混凝土灌注工作，完成支護(hù)樁的施工。需要注意的是，鋼筋混凝土支護(hù)樁施工中對于混凝土泥漿的比例要嚴(yán)格把控，確保其達(dá)到特殊地質(zhì)條件下的各種性能指標(biāo)，同時(shí)要嚴(yán)格控制成孔和成樁質(zhì)量，做好施工各個(gè)環(huán)節(jié)的管控[3]。同時(shí)，支護(hù)樁施工中要加強(qiáng)對施工區(qū)域土樣、巖樣的收集和辨識，以確保鉆孔樁的設(shè)計(jì)要求能夠切實(shí)滿足大橋施工需求。

2.2 鎖口鋼管樁的設(shè)計(jì)與施工

鎖口鋼管樁的設(shè)計(jì)要考慮到施工中各種不利情況進(jìn)行綜合計(jì)算分析，對水壓力、土壓力等做好檢查與計(jì)算以確定選擇何種孔徑的鎖口鋼管樁展開開挖支護(hù)工程。設(shè)計(jì)中需要切實(shí)考慮多個(gè)問題，比如圍堰在廣西地區(qū)特殊地質(zhì)條件和水文條件下對各種水流、風(fēng)力和波浪作用下的抗傾覆性能，鎖口在復(fù)雜受力環(huán)境中的抗破壞能力，注漿止水需求下封底混凝土的強(qiáng)度與厚度以及鎖口形式等，圍堰內(nèi)開挖支護(hù)工程的制成應(yīng)力情況以及安全性等。圍堰設(shè)計(jì)過程中要收集各種資料以提供切實(shí)數(shù)據(jù)展開抗傾覆性的檢查計(jì)算工作，做好圍堰各設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算，確定施工順序，出具圍堰總圖，確定鎖口形式，鋼管直徑與平面布置情況，做好圍堰側(cè)壓力計(jì)算，減少施工誤差。具體設(shè)計(jì)中有多個(gè)要點(diǎn)需要注意，比如圍堰受力的關(guān)鍵部件鋼管樁的截面選擇就十分重要，要切實(shí)考慮其折減系數(shù)、徑厚比值根據(jù)施工規(guī)定選擇截面積合適的鋼管樁，做好鋼管樁的支點(diǎn)處理，封底混凝土的厚度要兼顧厚度與削減彎矩值參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行合理計(jì)算選擇[4]。考慮到圍堰主要功能是支撐圍堰外側(cè)壓力要確保設(shè)計(jì)時(shí)能夠承受橫向和縱向區(qū)域負(fù)荷。鎖口作為圍堰能否止水的成敗關(guān)鍵要保證鎖口強(qiáng)度和堵漏功能等。

具體施工過程中，鎖口鋼管樁要從加工制作環(huán)節(jié)開始嚴(yán)格把握，加強(qiáng)公母扣強(qiáng)度，在插打時(shí)，確保其平面位置的準(zhǔn)確度和垂直度滿足要求，對于施工區(qū)域圍堰范圍較大的情況要確保將誤差控制在最小，尤其是封口位置的間距誤差要嚴(yán)格控制由此才能保證鎖口止水的良好效果。鎖口灌漿時(shí)要使用不透水油布灌注低標(biāo)號砂漿來保障止水性能，砂漿配比要注意，灌注速度要施工，隨時(shí)注意灌漿過程中防水布袋、灌注速度、漿體稠度等變化，一旦發(fā)生異常情況立即實(shí)施補(bǔ)救措施。旋噴樁施工時(shí)想要保障圍堰高度止水性能就必須確保鋼筋混凝土支護(hù)樁之間間隙的土地固化工作，通過試樁、校檢各項(xiàng)參數(shù)來保證旋噴樁施工質(zhì)量，施工時(shí)各個(gè)流程要注意按照規(guī)程嚴(yán)格操作。施工中還有不少事項(xiàng)需要嚴(yán)加注意，比如漿體的配合比拌制，連續(xù)灌漿施工，漿液泵送前管道的濕潤、水泥漿的灌漿壓力控制和噴入量控制等，這些都關(guān)系到鎖口鋼管樁的施工質(zhì)量和進(jìn)度，需要在工程實(shí)施過程中嚴(yán)格管控。

3 結(jié)束語

對于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的施工區(qū)域，組合圍堰的施工中開挖支護(hù)以及止水歷來是施工重難點(diǎn)，根據(jù)施工需求和地質(zhì)條件選擇合適圍堰方式能夠有效降低工程難度，鎖口鋼管樁與鋼筋混凝土支護(hù)樁的應(yīng)用能夠顯著改善這個(gè)問題。

參考文獻(xiàn)

[1]劉龍，鄧永豐.復(fù)雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁施工技術(shù)措施[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010（1）.

[2]文永勝，方顏空，呂力行.復(fù)雜地質(zhì)條件下的臺階爆破技術(shù)研究[J].礦業(yè)工程，2010（1）.

[3]代建兵.深水基礎(chǔ)施工鎖口鋼管樁圍堰的止水試驗(yàn)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（3）.

[4]季朝將，蔣軍，林德建.錨索在加固深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2010（3）.