淺論閉水樁帷幕施工技術

王雪琴

1 工程概述

嘉陵江特大橋主橋為138.5 m+245 m+138.5 m剛構施工,橋長 522 m。為雙幅六車道,分離式橋梁,左右幅間凈距為8.0 m。主墩基礎設計為φ 2.2 m鉆孔樁,大體積鋼筋混凝土承臺(高5 m),雙肋式柔性薄壁墩柱,并在上下游兩側設置防撞墩。每個承臺下設有15根鉆孔樁,雙排矩形墩柱。

2 施工方案考慮

嘉陵江特大橋是整個外環北段項目的工期控制性工程。該橋主墩位于嘉陵江枯水期淺水水域,選擇合理的基礎施工方案,確保汛期到來之前完成樁基礎施工,方可保證最終的總工期。綜合考慮,擬采用如下施工方案:首先筑島圍堰施工,然后在島上進行閉水樁帷幕施工,閉水樁帷幕施工完畢,進行挖孔樁、承臺施工。

閉水樁帷幕的作用:

1)很好的起到止水的作用,可以將鉆孔施工變為挖孔樁施工,閉水樁帷幕內的30個樁孔可以同時開挖,減少施工周期。2)承臺施工時,既能起到防水作用,還能穩固邊坡。3)可保證帷幕內的筑島材料在洪水到來時不被沖走,水位下降后,可以立即組織人員繼續島上施工。

3 閉水樁帷幕施工

主墩基礎位于嘉陵江枯水期時江邊淺水區域,采用筑島圍堰施工。圍堰施工利用挖掘機、推土機、裝載機和自卸翻斗車裝卸和運輸,并在圍堰與水域接觸面采用雙層編織袋裝河卵石護坡。

3.1 筑島施工

填筑從堤岸逐步向嘉陵江水域推進。為防止筑島偏位,在填筑過程中,應經常利用全站儀進行定位,確保位置準確。左右幅筑成一體,圍堰尺寸應滿足施工需要。圍堰的高度按照高出常水位2.0 m進行控制,嘉陵江兩岸的圍堰頂面標高應相同。

筑島施工完成后,應立即組織人員對圍堰坡面與嘉陵江水域相接處進行防護,保護筑島材料不被流水沖走。

3.2 圍堰防水設計

基坑防水采用在圍堰內承臺外邊加寬12.0 m左右處設置閉水樁帷幕施工。閉水樁選用φ 0.8 m混凝土鉆孔樁,混凝土采用C20等級。

閉水樁鉆進按兩排進行施工,先施工靠近承臺一側的止水樁,樁中心間距為1.4 m,成樁后樁間凈距為0.6 m。第一排閉水樁施工完畢后,應對第二排閉水樁重新定位,確保兩排樁咬合緊密,并且按照第一排閉水樁的混凝土澆灌順序依次進行鉆進,避免第二排閉水樁施工對第一排閉水樁的混凝土造成影響。第二排閉水樁混凝土灌注時,鋼護筒應與混凝土面逐步上升,確保混凝土與第一排閉水樁混凝土密貼。

閉水樁的長度根據現場實際情況確定,要求樁底嵌入巖層2.0 m,樁頂與圍堰頂面等高,且高于常水位2.0 m以上。常水位標高為173.5 m,圍堰與閉水樁頂標高不低于175.5 m。閉水樁外側預留圍堰寬度不小于5.0 m,作為承臺施工時的工作平臺(見圖1)。

混凝土灌注采用水下灌注法,混凝土強度采用C20等級。

混凝土灌注前必須檢查孔底是否嵌入巖層2.0 m,檢查方法根據鉆孔樁內出渣情況與鉆進速度而定。泥漿采用黃色黏土,而礫石下的巖層為泥巖,鉆機到達基巖上,泥漿顏色變紅。止水樁必須在確定位置進行施工并保證其垂直度,混凝土的灌注必須嚴格按照樁基施工技術要求進行施工,保證其樁身的連續性和混凝土的強度滿足要求,避免出現夾層、斷樁等事故,確保承臺施工安全和滿足施工時的閉水要求。

施工時,在閉水樁頂部預埋鋼構件,待所有閉水樁施工完成,將鋼構件連成一個整體。考慮施工中會經歷一次桃花汛(水位約為176 m),為保證桃花汛期不中斷施工,采用混凝土墻將閉水樁帷幕接高至176.6 m。因筑島材料費用大,且運輸至江邊比較困難,在挖孔樁施工時,利用孔內棄渣逐步將圍堰加高(176 m以上)。

根據經驗并通過檢算,按照上述施工,閉水樁帷幕施工完畢,可以起到良好的止水作用,且能夠滿足承臺施工時填料及水的側壓力與施工荷載的作用。施工過程中,并派專人對嘉陵江的水位進行量測觀察,一旦得知水位情況發生大的變化,將停止圍堰上的所有施工,保證人員安全撤離。

4 閉水樁帷幕施工效果

1)每個圍堰內設置4口降水井,每口井中放置一臺水泵,在樁基施工中,水泵能夠連續出水,效果良好。2)因閉水樁可以達到良好的止水作用,為了加快施工的速度,孔樁全部采用人工挖孔進行施工。除少數孔樁地下水豐富外,其余孔樁只需在孔內安裝一臺2 kW水泵便可保證挖孔作業正常施工。3)在施工期間,洪水最高水位達到176.8 m,整個圍堰被淹沒,退水后,僅用4 d時間,便將島內積水抽掉,挖孔樁便繼續施工,只是孔口未覆蓋,孔內存有部分樹根、垃圾等淤積物。4)當部分樁基礎已經成孔,洪水最高水位達到182.9 m,整個圍堰被淹沒,孔口采用樓板覆蓋。退水后,經量測孔內無沉積物,孔內存水較為干凈,能夠直接進行水下混凝土灌注施工。5)基礎完成后開始進行承臺基坑開挖作業,開挖至島外水位以下2.0 m左右時,島內滲水量很小。6)在開挖承臺基坑過程中洪水最高水位達到179.1 m,整個圍堰被淹沒,退水后,繼續開挖基坑第二層,開挖至島外水位以下5.0 m左右時,只需在降水井內放置水泵,基坑內滲水量很小。7)整個承臺施工中,只要保持降水井內抽水不間斷,閉水樁以內的滲水量都比較小。

5 結語

閉水樁帷幕施工在本項目中取得了成功,為樁基礎及主墩承臺施工提供了強有力的保障,節省了作業時間,得到業主的認可,同時也為江邊淺水基礎施工提供了又一個思路。