淺談新疆喀克干渠渡槽灌注樁的施工

俞秀霞

（新疆阿勒泰地區(qū)水利水電勘測設(shè)計院 新疆 阿勒泰 836500）

1 概況

新疆阿勒泰喀克干渠引水工程是一項造福于哈巴河縣、布爾津縣人民的水利工程，工程從哈巴河山口電站引水，經(jīng)35.78km干渠后，進(jìn)入布爾津縣喀克灌區(qū)。喀克引水工程沿線穿過多處山洪溝，主要有三部分組成：引水渠首、輸水渡槽、引水干渠（包括其它渠系建筑物）等。

在干渠樁號32+558處布置柳樹溝渡槽，設(shè)計流量為5.54m3/s，加大流量為6.93m3/s。根據(jù)渡槽總體布置的要求：渡槽長度最短，進(jìn)出口起止點爭取落在挖方渠道上以及出口與上下游渠道連接順暢，槽身長度為120m。進(jìn)出口漸變段采用細(xì)粒砼砌石扭面，渡槽材料選用鋼筋砼。

該渡槽布置處洪溝侵蝕深度3m～7m，現(xiàn)代河床開口寬度45m，兩岸平緩，中部基本為矩形沖槽，邊岸剖面陡立。邊岸第四系含細(xì)粒土砂層，厚2m～7m，部分含礫ρd=1.52g/cm3～1.63g/cm3，Dr＝0.35～0.55，稍密-中密沉積，ω=5%～12%，飽和狀態(tài)下fk=70kPa～100kPa。左右岸基本對稱，河床中部第四系覆蓋層厚度3m左右，分別有砂礫石層、淤積含腐殖質(zhì)細(xì)砂層，分層厚度在1m～2m，沉積韻律明顯。下伏1m深度砂礫石層ρd=1.92g/cm3，Dr＝0.45，ω=15%，飽和狀態(tài)下fk=250kPa，淤積細(xì)砂層fk=80kPa。底部為凝灰質(zhì)砂巖。

考慮渡槽運(yùn)行安全以及減少工程投資，柳樹溝渡槽根據(jù)地形、地質(zhì)條件，渡槽支承結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼樁柱式槽架，樁柱兩柱間設(shè)置橫梁。灌注樁具有震動小，無擠土，對周圍環(huán)境及臨近建筑物影響小，能穿越各種復(fù)雜地層，施工較簡單，同時能縮短施工工期，因此喀克干渠渡槽樁柱式槽架基礎(chǔ)采用灌注樁施工方案，基礎(chǔ)樁端持力層為基巖。

2 施工工藝

本文結(jié)合本工程渡槽基礎(chǔ)施工，對灌注樁的施工工藝做一簡單介紹。

2.1 喀克干渠工程渡槽灌注樁施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括場地平整、鉆機(jī)就位、泥漿池開挖、泥漿攪拌等。

（1）場地平整：以設(shè)計承臺為主要平整區(qū)域進(jìn)行整理，保證鉆機(jī)順利進(jìn)場、就位。

（2）泥漿池開挖：要選擇合適的開挖區(qū)，以便于開挖料的堆積。

（3）泥漿制備：鉆孔泥漿由水、粘土（膨潤土）和添加劑組成。

喀克干渠工程對泥漿提出以下要求：泥漿比重≤1.3；粘度為19s～28s；含砂率≤4%；膠體率≥95%；pH值＞6.5。

2.2 渡槽灌注樁埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒主要起到隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用。

喀克干渠工程渡槽灌注樁護(hù)筒的埋設(shè)應(yīng)采用開挖與硬性壓入相結(jié)合的方法；從鉆孔中心先進(jìn)行開挖，開挖深度應(yīng)小于護(hù)筒埋設(shè)深度0.3m，開挖直徑小于鉆孔孔徑0.2m左右，開挖后將開挖孔中心對中護(hù)筒中心，使鉆機(jī)能將其垂直壓入，壓入深度應(yīng)預(yù)留0.1m左右，測量護(hù)筒頂?shù)乃剑?dāng)護(hù)筒出現(xiàn)傾斜時可通過這0.1m預(yù)留進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至護(hù)筒頂水平，達(dá)到埋設(shè)深度。

喀克干渠工程渡槽灌注樁護(hù)筒中心與樁中心的校準(zhǔn)是灌注樁能否準(zhǔn)確就位的關(guān)鍵。在實際操作過程可在護(hù)筒埋設(shè)之前先從樁中心向外引出兩條線，兩條線的交點即為樁中心，這兩線的固定點要離樁中心有一定的距離，以保證在護(hù)筒埋設(shè)過程中不發(fā)生移動、偏移，在護(hù)筒埋設(shè)好后，應(yīng)使這兩條引出的線的中心與護(hù)筒中心重和一致。

2.3 渡槽灌注樁成孔

（1）安裝鉆機(jī)

喀克干渠渡槽基礎(chǔ)工程安裝鉆機(jī)時要求底部應(yīng)墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷，頂端用纜風(fēng)繩對稱拉緊，鉆頭在護(hù)筒中心偏差不得大于50mm。

（2）鉆孔

當(dāng)鉆機(jī)開始鉆孔時，應(yīng)適當(dāng)控制進(jìn)尺，等鉆進(jìn)深度超過鉆頭全高+正常沖程時，可以進(jìn)行土層正常的速度鉆進(jìn)了。鉆孔每鉆進(jìn)2m或地層變化處，應(yīng)檢查明確土類類別，看一下與地質(zhì)剖面圖是否吻合，并及時排除鉆渣，使鉆錐能夠鉆進(jìn)下一個新的地層。

（3）驗孔

喀克干渠渡槽灌注樁鉆孔完成后，鉆孔的孔徑、垂直度和孔深檢驗合格后，再拆卸鉆機(jī)進(jìn)行清孔工作，否則應(yīng)重新進(jìn)行掃孔。

（4）清孔

喀克干渠渡槽灌注樁清孔是將孔底的沉碴、漿中含鉆渣量等各項指標(biāo)符合設(shè)計規(guī)范要求，鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后進(jìn)行系統(tǒng)檢測，若各項指標(biāo)符合要求后則立刻進(jìn)行清孔。

2.4 鋼筋籠制作及安裝

喀克渡槽灌注樁鋼筋籠的制作安裝應(yīng)符合質(zhì)量控制要求，鋼筋籠在起吊、運(yùn)行中應(yīng)采取措施防止變形，校正就位后要立即固定。

2.5 灌注砼實施

（1）喀克干渠渡槽灌注樁要求灌注水下砼采用鋼導(dǎo)管灌注，采用導(dǎo)管內(nèi)徑為30cm。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴(yán)禁用壓氣試壓。進(jìn)行水密試驗的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注砼時最大內(nèi)壓力1.3倍。

（2）安裝導(dǎo)管

喀克干渠渡槽灌注樁導(dǎo)管設(shè)計采用φ30鋼管，要求導(dǎo)管內(nèi)壁要光滑、圓順、內(nèi)徑一致、接口要嚴(yán)密。

（3）二次清孔

喀克干渠工程渡槽基礎(chǔ)澆筑水下砼前應(yīng)檢查沉渣厚度，沉渣厚度應(yīng)滿足設(shè)計要求：柱樁不大于5cm；摩擦樁不大于20cm。如沉渣厚度超出規(guī)范要求，則利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔。

（4）首批封底砼

計算和控制首批封底砼數(shù)量，下落時有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入砼不小于1m深。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。

（5）灌注砼

喀克干渠工程灌注樁砼采用罐車運(yùn)輸至工地，灌注開始后，要連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在灌注砼過程中，防止砼拌和物從漏斗外掉入孔底或從漏斗頂溢出，在各灌注時間、砼面的深度、導(dǎo)管埋深、導(dǎo)管拆除以及發(fā)生的異常現(xiàn)象等情況，均由施工單位固定技術(shù)人員進(jìn)行記錄。

2.6 定時測深

喀克渡槽基礎(chǔ)灌注砼時，要定時探測孔內(nèi)砼面至孔口的深度，以便來控制導(dǎo)管埋深。

3 灌注樁在喀克干渠工程中應(yīng)用的作用與效果

灌注樁主要是用于地基的加固處理，具有噪音小不擾民、不影響周圍環(huán)境及建筑物安全、施工技術(shù)較簡單及施工工期短等優(yōu)點，但實施過程中要注意一下問題：要記錄好導(dǎo)管的下放根數(shù)、每根長度及下放順序；砼澆筑前要檢查砼各項指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，嚴(yán)禁將不合格砼灌入孔內(nèi)；孔內(nèi)灌注砼要連續(xù)，嚴(yán)禁中途停工；灌注砼結(jié)束后應(yīng)將護(hù)筒及時拔出，并清理現(xiàn)場。

新疆喀克干渠工程于2010年開始施工，渡槽于2011年實施結(jié)束，2012年已試水運(yùn)行，運(yùn)行情況良好，雖然灌注樁是水利施工中經(jīng)常用到的一種施工工藝，但在阿勒泰地區(qū)采用的較少，因此通過本過程的實施，將不斷推廣該技術(shù)。

喀克干渠工程是我區(qū)重點骨干引水工程之一，也是自治區(qū)牧區(qū)水利重點建設(shè)項目和我區(qū)“十一五”規(guī)劃重點建設(shè)項目。由于其肩負(fù)的使命及任務(wù)重要性，導(dǎo)致了該工程在時間上的緊迫性。工程在施工過程中，發(fā)現(xiàn)柳樹溝的軟弱泥土埋深要比當(dāng)初設(shè)計的深，如果采用原設(shè)計明基基礎(chǔ)，勢必要進(jìn)行大開挖及深基坑支護(hù)，這樣不但增大了施工難度，增加了投資，工期也會延長。通過專家組研究確定的灌注樁方案，具有施工快、投資省，工期短的特點，而且也很好的解決了建筑物基礎(chǔ)遭遇不良軟基帶來的基礎(chǔ)處理問題，從而使工程能夠按期完工，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民耕地的灌溉創(chuàng)造了有利的條件。※