硬切割咬合樁防滲墻施工技術(shù)研究與應(yīng)用

魯四海

摘 要 平橋水庫防滲加固工程，由于工期緊、地質(zhì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的咬合灌注樁采用套管鉆機(jī)軟切割施工，在有堅(jiān)硬巖石夾層的地層中難以鉆進(jìn)、易產(chǎn)生相鄰孔砼管涌等，且對(duì)施工設(shè)備要求較高，文章結(jié)合在本項(xiàng)目的應(yīng)用介紹其施工工藝原理與關(guān)鍵技術(shù)控制，并對(duì)其實(shí)際防滲效果進(jìn)行驗(yàn)證，并與傳統(tǒng)全套管軟切割法工藝進(jìn)行對(duì)比。

關(guān)鍵詞 咬合排樁;硬切削法;防滲

引言

咬合灌注防滲樁一般多用于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，起到基坑支護(hù)以及帷幕止水的作用，以往大壩防滲加固一般以灌漿為主，隨著大壩建設(shè)對(duì)于工期要求、經(jīng)濟(jì)效益等越來越高的要求，我們嘗試使用硬切割咬合灌注樁防滲墻工藝進(jìn)行大壩防滲加固。本項(xiàng)目硬切割咬合灌注樁防滲墻的成功應(yīng)用，為類似工程案例提供參考。

1工程概況

平橋水庫工程位于安龍縣普坪鎮(zhèn)境龍新村魯溝河上游平橋河河段，屬于魯溝河流域，樞紐主要建筑物由混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水系統(tǒng)等組成。總庫容7898萬m3，為中型水庫，工程等別為Ⅲ等。

2加固方案選擇

根據(jù)前期階段地勘報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)開挖后實(shí)際開挖的地質(zhì)情況，河床及右岸存在大范圍煤層地基，煤層的變形模量遠(yuǎn)低于左岸的弱風(fēng)化巖體，強(qiáng)度低、壓縮量大，遇水易軟化，且其層位多、厚度較大，不良工程特性突出。由于常用的基礎(chǔ)固結(jié)灌漿加固方式難以確保加固地基具有足夠的承載力，且如要滿足設(shè)計(jì)的防滲要求還需單獨(dú)設(shè)置帷幕灌漿。從安全、經(jīng)濟(jì)以及可操作性出發(fā)，本項(xiàng)目采用咬合灌注樁防滲墻加固處理。

針對(duì)本工程煤層地基的特殊性，在壩趾板范圍內(nèi)上、下游各布置一排咬合灌注樁防滲墻，樁徑1.2m，樁間距0.9m;中間布置一排灌注樁，樁徑1.2m，樁間距1.8m。

3咬合樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

場(chǎng)平→放樣→導(dǎo)槽澆筑→鉆機(jī)定位→鉆Ⅰ序孔→成孔檢測(cè)→鉆Ⅱ序孔→鋼筋籠制安→安裝水下砼灌注導(dǎo)管→灌注→驗(yàn)收。

硬切割咬合灌注樁防滲墻采用旋挖機(jī)鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁為一根Ⅰ序樁一根Ⅱ序樁間隔布置。施工時(shí)先施Ⅰ序樁后施工Ⅱ序樁，Ⅰ序樁灌注素混凝土。Ⅰ序樁施工待終凝后，相鄰兩Ⅱ序樁采用旋挖機(jī)切割掉相鄰Ⅰ序樁與Ⅱ序樁相交部分的混凝土，并完成下鋼筋籠，實(shí)現(xiàn)相鄰兩樁咬合。實(shí)際施工過程中，將Ⅰ序樁和Ⅱ序樁分段計(jì)劃好施工順序，采取跳打的方式施工一段Ⅰ序后再施工Ⅱ序樁[1]。

4重要工藝

4.1 樁位放樣

根據(jù)施工圖及測(cè)量控制資資料，按圖進(jìn)行樁位放樣。鉆機(jī)施工前放出準(zhǔn)確的樁位線，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用全站儀定樁位，在樁位點(diǎn)打木樁或鋼筋樁，埋深300mm，樁上定出樁位中心，并用“十字栓樁法”做好標(biāo)識(shí)，并加以保護(hù)。對(duì)軸線、樁位進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，并做出復(fù)核記錄，經(jīng)復(fù)核確認(rèn)樁位正確無誤后，方可下鉆。

4.2 鉆孔

旋挖鉆機(jī)通過自行履帶就位，鉆頭對(duì)準(zhǔn)放樣點(diǎn)，誤差控制在2cm以內(nèi)，調(diào)整鉆桿垂直度后鉆進(jìn)，其工作循環(huán)為：對(duì)準(zhǔn)→下鉆→鉆進(jìn)→提鉆→反轉(zhuǎn)鎖定→提升鉆機(jī)回轉(zhuǎn)解鎖泄土→再對(duì)準(zhǔn)。

4.3 灌注水下混凝土

（1）在混凝土灌注過程中要充分考慮溫度、運(yùn)距、外加劑等對(duì)混凝土坍落度的影響。混凝土的灌注在二次清孔后，完成沉渣厚度檢驗(yàn)和泥漿比重試驗(yàn)合格后的半個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，并連續(xù)灌注完成。

（2）第一車混凝土的量應(yīng)滿足導(dǎo)管埋入混凝土1.0m以上，灌注方量由現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算確定。

（3）水下混凝土連續(xù)施工，不許間斷，灌注過程須詳細(xì)記錄。對(duì)澆筑過程中的一切故障都要記錄備案，注意：

①在各項(xiàng)試驗(yàn)、測(cè)試合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑，在建筑過程中需全過程進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)、測(cè)試;②混凝土初灌使用的料斗容量必須滿足初灌導(dǎo)管埋深大于1m;③澆筑過程中時(shí)刻注意混凝土面高度，確保導(dǎo)管埋深處于2～6米范圍內(nèi);④當(dāng)導(dǎo)管埋深超過允許范圍時(shí)，及時(shí)拔出導(dǎo)管，拔出的導(dǎo)管應(yīng)當(dāng)及時(shí)沖洗干凈碼放整齊。

5對(duì)比軟切割咬合樁的優(yōu)勢(shì)

（1）硬切割咬合樁未使用超緩凝混凝土，不需要在施工完兩個(gè)相鄰兩個(gè)Ⅰ序樁后立即施工Ⅱ序樁，便于組織設(shè)備、人員，減少交叉作業(yè)，所以可以分段分序有組織施工;

（2）全護(hù)筒軟切割咬合樁使用緩凝混凝土，需要對(duì)緩凝時(shí)間進(jìn)行精確控制，如果Ⅰ序緩凝劑緩凝時(shí)間過段，早于Ⅰ 序樁成樁時(shí)間，將導(dǎo)致施工Ⅱ序樁咬合成樁失敗;如果緩凝時(shí)間過長(zhǎng)，則很容易造成相鄰樁灌注砼管涌事故，造成工期損失以及經(jīng)濟(jì)損失;

（3）全護(hù)筒軟切割咬合樁使用全護(hù)筒鉆機(jī)，當(dāng)遇到較堅(jiān)硬的大面積地下障礙物時(shí)將束手無策，此時(shí)只能先進(jìn)行清除障礙的工作，隨后回填土方后再進(jìn)行施工，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，并造成經(jīng)濟(jì)損失。

6關(guān)鍵工序質(zhì)量控制

6.1 樁位偏差及垂直度控制

在施工前由兩個(gè)不同的人進(jìn)行坐標(biāo)復(fù)核，經(jīng)確認(rèn)無異議后引出控制點(diǎn)。在場(chǎng)周圍布設(shè)控制網(wǎng)，樁孔坐標(biāo)必須嚴(yán)格遵照下列程序：計(jì)算→復(fù)核→測(cè)量→復(fù)測(cè)。每道工序由專人負(fù)責(zé)檢查，實(shí)行簽字負(fù)責(zé)制度。樁的垂直度標(biāo)準(zhǔn)為3‰，在施工中注意套管的順直度檢查和校正，成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測(cè)和檢查等，在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時(shí)進(jìn)行糾偏調(diào)整，有利用鉆機(jī)油缸糾偏及A樁、B樁糾偏。

6.2 預(yù)防堵管事故

根據(jù)本工程實(shí)際情況結(jié)合類似施工經(jīng)驗(yàn)，造成堵管原因可能會(huì)有如下幾種。

（1）導(dǎo)管內(nèi)壁殘留混凝土，造成混凝土通過受阻力增大，或由于導(dǎo)管密封不嚴(yán)漏氣，造成管內(nèi)進(jìn)水而使混凝土局部離析。

（2）混凝土質(zhì)量不合格。混凝土和易性差，導(dǎo)致混凝土在導(dǎo)管內(nèi)離析，或在運(yùn)輸中未充分?jǐn)嚢桦x析。

（3）埋管過深或過淺，埋管過深造成導(dǎo)管孔口壓力過大，造成混凝土下料不暢，埋管過淺在澆筑過程中，導(dǎo)致脫管，使泥漿與砂漿混合物反壓管內(nèi)。

6.3 浮籠事故

下料過快、導(dǎo)管埋深過深是浮籠的主要原因，應(yīng)按照規(guī)范要求埋置導(dǎo)管，同時(shí)泥漿過濃或泥漿含砂率大同樣也會(huì)導(dǎo)致浮籠。

7結(jié)束語

通過實(shí)踐證明，咬合灌注樁防滲墻采用旋挖硬切割工藝咬合效果和止水效果良好，成樁質(zhì)量?jī)?yōu)良，旋挖硬切割法施工防滲咬合樁滿足設(shè)計(jì)要求，工藝合理可行，適用于多種復(fù)雜地層防滲咬合排樁成孔施工，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 咬合式排樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JGJT 396-2018.[S].中國(guó)：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.