混凝土灌注樁在病險水庫除險加固中的運用

王妮娜 戴紅梅 李世虎

(寧夏固原市水利勘測設計院 756000)

1 工程概況

寧夏西吉縣小河子水庫位于葫蘆河左岸支溝八代溝的出口處，屬渭河一級支流葫蘆河流域，該流域水土流失嚴重、自然條件差，是西吉縣最貧困的地區之一。2010年列入寧夏小型病險水庫除險加固計劃，2011年4月開工建設。水庫為碾壓式黃土均質壩，控制流域面積8.0km2，最大壩高28.2m，頂長 215m，上游坡坡比 1∶3.0，下游坡坡比 1∶2.5，頂寬6.0m。設計總庫容183.3萬m3，其中調洪庫容133.7萬m3，屬小(1)型水庫。工程樞紐主要由土壩、泄水建筑物組成。除險加固的主要內容有:?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。

地質報告表明:壩址區建筑物基礎屬黃土丘陵地貌，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，泥質膠結，層狀結構，無膨脹性，風化強烈，裂隙發育，強風化帶厚度3.0m，屬中等透水層，下部均為弱透水層，承載力［R］=200kPa;中等風化帶，承載力［R］=600KPa。

建筑物基礎應置于中等風化泥巖上。樁的極限側阻力標準值:壤土35kPa，泥巖130kPa，樁端置于中等風化以下砂質泥巖上。樁的極限端阻力標準值5000kPa。

2 灌注樁設計

小河子水庫除險加固工程混凝土灌注樁設計要求29根，布設在輸水水塔、涵洞基礎之下。其中，水塔基礎6根，涵洞基礎23根，直徑0．8m，每根樁長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 樁基豎向承載力計算(以水塔基礎為例，復合基樁)

2.1.1 軸心豎向作用

軸心豎向作用應滿足下式:

根據《建筑樁基技術規范》(2008)表5.2.2規定:

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

2.1.2 分層計算樁側極限側阻力

不同土層樁側極限側阻力值見下表。

不同土層樁側極限側阻力表

則:Qsk= μΣqsikLi=326.56t

2.1.3 樁端極限端阻力

依據地質報告，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:樁基中復合基樁

考慮承臺效應(底板)，ηcfakAc

式中 ηc為承臺效應系數，此取較低值0.08;

fak為承臺下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，樁基中復合基樁承載力為R+ηcfakAc=390.54+8.74=399.28t

2.2 軸心豎向力的計算

式中 F為水塔底板及以上部分荷載，F=566.64t;

n為樁墩:n=6根，樁基比重γ=2.5t/m3;

樁基安全系數取為二級:γ0=1.0;

樁基承載能力滿足承載要求。

3 灌注樁質量控制

3.1 鉆孔灌注樁

根據設計要求，選擇適宜的鉆孔設備，嚴格控制施工工藝，保證孔位準確，成孔垂直，每個灌注樁成孔后，經地質部門驗收方可進行下道工序。做好清孔、洗孔和泥漿護壁，防止出現縮孔、孔壁坍塌現象，樁底沉渣量滿足規范要求。

3.2 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠嚴格按照有關規范制作，吊裝前檢查焊接和綁扎強度，為保證鋼筋籠在孔內的保護層厚度，在籠外2.0m左右焊接鋼筋棒支撐保護層，并做好每節鋼筋籠焊接，避免吊裝過程中出現卡、阻現象。

3.3 混凝土澆筑

控制好混凝土各項配置指標，保證混凝土和易性滿足規范施工和要求，避免出現堵、埋管現象，導管直徑在200mm以上，管端被混凝土埋深2～4m以內，為便于導管提升，每節長度控制在2．0m左右。施工中混凝土必須連續快速澆筑，避免斷樁和夾泥層。

4 灌注樁質量檢測

2011年9月，建設單位委托設計單位，采用超聲波對混凝土灌注樁樁身完整性進行質量檢測和評價。檢測報告表明:樁身無斷樁、離析、夾泥現象;樁身截面無縮徑、擴徑出現;樁身勻質性、完整性好，所檢測樁均合格，達到設計要求。

5 結語

西吉縣小河子水庫除險加固工程2011年4月開工建設，2012年2月竣工，目前運行正常。由于混凝土灌注樁屬隱蔽性工程，給工程質量控制和監督帶來一定困難，根據多年施工經驗，嚴格按照有關規范和設計要求進行控制，就能保證混凝土灌注樁的施工質量。

1 JGJ 94—2008建筑樁基技術規范［S］．

2 GB 50487—2008水利水電工程地質勘察規范［S］．

3 寧夏水利水電勘測設計院地質隊．寧夏西吉縣小河子水庫工程地質勘察報告［R］．2010．