長(zhǎng)管護(hù)筒振沖擠壓成孔灌注樁在沅水西岸風(fēng)光帶水下樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

向　兵

(湖南省桃源縣黃石水庫(kù)灌區(qū)管理局， 湖南 常德　415705 )

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長(zhǎng)管護(hù)筒振沖擠壓成孔灌注樁在沅水西岸風(fēng)光帶水下樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

向兵

(湖南省桃源縣黃石水庫(kù)灌區(qū)管理局， 湖南 常德415705 )

本文介紹了桃源縣城沅水西岸風(fēng)光帶工程水下樁基礎(chǔ)采用90型振沖鉆機(jī)結(jié)合800t躉船用7m長(zhǎng)φ450鋼護(hù)筒擠壓成孔的施工方法、過(guò)程、步驟及結(jié)論。該新工藝可在場(chǎng)地受限且水下作業(yè)時(shí)應(yīng)用，以期對(duì)類似水利工程施工起到啟示作用。

長(zhǎng)管護(hù)筒； 擠壓成孔； 灌注樁

1　工程概況

為了響應(yīng)常德市提出的將全市打造成生態(tài)宜居的 “海綿城市”理念，力求實(shí)現(xiàn)城水共生、人水和諧、人文與自然完美結(jié)合。桃源縣城依托城區(qū)防洪墻為基礎(chǔ)，將其設(shè)計(jì)成 “一軸、三帶、七景”的大型開放式城市濱江風(fēng)光帶,位于縣城濱河路東側(cè)桃源水電站大壩至大橋之間,全長(zhǎng)2.0km，主要建設(shè)內(nèi)容有桃源文化景觀軸、棧道濱江親水風(fēng)情帶、生態(tài)園林景觀帶、健身廣場(chǎng)休閑帶、桃花勝景、漳江夜月、潼舫古津、桃源新輝、花徑尋幽、文昌生輝、抗洪紀(jì)念碑11個(gè)核心景點(diǎn)。

風(fēng)光帶樁基礎(chǔ)工程是該工程的難點(diǎn)與重點(diǎn)，直接影響到工程質(zhì)量與安全運(yùn)行。共有φ400鉆孔灌注樁1105根，其水上43高程323根，水下38高程782根。

桃源地處典型山地丘林地貌，根據(jù)對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)勘察，孔深0～3.0m為粉土，細(xì)沙含礫石，稍密—中密，飽和；3.0～12.5m為砂卵礫石，飽和，中密—密實(shí)，分選性一般；12.5m以下為基巖，該次設(shè)計(jì)要求樁長(zhǎng)控制在7m左右，樁身進(jìn)入砂卵石層，樁長(zhǎng)平均控制在7m左右。

2　具體施工方法

2.1方案選擇

由于受現(xiàn)有防洪大堤影響，根據(jù)地勘情況地基承載力與施工通道無(wú)法滿足大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)入工地要求，其次受桃源水電站影響，庫(kù)水位一直控制在39.5高程，按原設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)螺旋無(wú)法實(shí)施，按新的討論方案，采用浮船固定φ400沖擊鉆機(jī)泥漿護(hù)壁的施工方法進(jìn)行，將43高程完工后再協(xié)調(diào)電站將水位調(diào)節(jié)至37高程后進(jìn)行38高程施工，這樣整個(gè)工期無(wú)法按預(yù)定的計(jì)劃實(shí)現(xiàn)，且水下工程質(zhì)量也得不到促證，針對(duì)施工現(xiàn)狀及工程的迫切需要，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方多次現(xiàn)場(chǎng)察勘，并召開多次專題研究會(huì)討論，水上43高程采用浮船固定φ400沖擊鉆機(jī)泥漿護(hù)壁的施工方案，水下38高程采用新工藝，即采用90型振沖鉆機(jī)結(jié)合800t躉船用7m長(zhǎng)φ450鋼護(hù)筒擠壓成孔的施工方案，根據(jù)水下38高程新工藝試樁低應(yīng)變與高應(yīng)變的檢測(cè)與承載力推算，單樁豎向承載力達(dá)600kN以上，滿足設(shè)計(jì)300kN要求，所以水下38高程選用90型振沖機(jī)結(jié)合800t躉船用7m長(zhǎng)φ450鋼護(hù)筒擠壓成孔的施工方案同時(shí)進(jìn)行施工。

樁頂43高程灌注樁工程于2015年2月1日開工，2015年6月4日完工，工期124d，完成了樁頂43高程323根φ400鉆孔灌注樁，總進(jìn)尺2770.2m。

親水棧道(38高程)灌注樁工程于2015年2月1日開工，于2015年4月10日完工，工期69d，完成了親水棧道(38平臺(tái))782根φ400鉆孔灌注樁，總進(jìn)尺5518.8m。

根據(jù)施工工藝的變化，38高程樁基礎(chǔ)也進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整，采用護(hù)筒擠壓成孔灌注樁施工，水下部分采用套筒跟進(jìn)施工,持力層為砂卵石層，取消水下部分樁承臺(tái),將樁與柱直接連接，即將樁直接施工至梁底面高程以上20cm，待施工梁時(shí)，將梁底以上20cm樁鑿除并清理干凈。梁底面以上樁預(yù)留樁鋼筋，與梁一并澆筑混凝土。(方案情況見圖1)。

以上情況充分證明，整個(gè)工程計(jì)劃于2015年2 月1 日開工,2015年4月30日竣工，總工期為88日歷天。水下38高程如期完成，只增加措施費(fèi)、躉船租用費(fèi)11萬(wàn)元，大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)1.27萬(wàn)，φ500mm、壁厚6mm鋼套管2554.2m，149.08萬(wàn)元，而按原方法施工延長(zhǎng)了無(wú)法估算的工期，且水下施工質(zhì)量得不到保障，其間接成本無(wú)限增大。

水下方案變更后比原來(lái)的工藝更簡(jiǎn)單，可操作性更強(qiáng)，所以水下采用90型振沖機(jī)結(jié)合800t躉船用7m長(zhǎng)φ450鋼護(hù)筒擠壓成孔的施工方案是可行的。

2.2振沖長(zhǎng)管護(hù)筒擠壓成孔灌注樁的施工步驟(圖2)

a.測(cè)量放線定位、駁船就位，下錨固定船只。

b.振沖樁機(jī)安裝調(diào)試到位，用反鏟挖掘機(jī)固定的90型振動(dòng)錘在駁船就位。

c.用吊車將預(yù)制的直徑φ450mm、壁厚10mm、長(zhǎng)7m的鋼護(hù)筒吊起，平穩(wěn)、垂直地下至全站儀定位樁位上。

d.進(jìn)一步用全站儀校核確保護(hù)筒中心與設(shè)計(jì)孔吻合。

e.安好護(hù)筒后，將用反鏟挖掘機(jī)固定的90型振動(dòng)錘夾位護(hù)筒，均勻振動(dòng)護(hù)筒、使護(hù)筒四周均勻下沉，施工人員隨時(shí)用同徑測(cè)斜工具或鉆桿內(nèi)小口徑測(cè)斜儀、測(cè)井儀測(cè)定垂直度與孔徑偏差，用鋼尺量測(cè)孔位偏值結(jié)合鉛垂球隨時(shí)校正護(hù)筒，使護(hù)筒四周均勻下沉保持垂直。

f.護(hù)筒達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將鋼筋籠吊裝就位，垂直伸入護(hù)筒內(nèi)。

g.下φ160導(dǎo)管，下至距孔底0.5m處嚴(yán)格按水下灌注混凝土規(guī)范進(jìn)行混凝土灌注，要求灌注及時(shí)，初灌量達(dá)到將導(dǎo)管埋置1.0m以上，灌注連續(xù)不間斷。提升導(dǎo)管的幅度根據(jù)計(jì)算與孔內(nèi)測(cè)量，導(dǎo)管被混凝土埋置深度可大于2m，一般6.0m，最后樁頭高度超過(guò)設(shè)計(jì)高度0.5m左右，以確保浮漿渣層剔除后滿足樁頭高度要求。

h.混凝土灌注完成后，再將φ500mm、壁厚6mm鋼套管下至鋼護(hù)筒外側(cè)，用于連接河底至39.80m高程樁位接長(zhǎng)，鋼套管進(jìn)入原土層≥1.5m，然后拔出套管，該樁施工完成。

圖2　樁位施工流程

3　施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)及解決方法

90型振沖機(jī)結(jié)合800t躉船用7m長(zhǎng)φ450鋼護(hù)筒擠壓成孔的施工方法，重點(diǎn)是在監(jiān)理見證下，對(duì)工程所用的原材料、中間產(chǎn)品、構(gòu)配件在保證外觀質(zhì)量合格,并有材質(zhì)合格證明的條件下進(jìn)行取樣抽檢,送具有檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)檢合格后，進(jìn)行沖擊成孔設(shè)備、鋼筋籠與鋼套管制作。

難點(diǎn)是將孔位偏差控制在符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，垂直度偏差小于1%，孔徑偏差不大于50mm，垂直度小于1%。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，水位高程39.50m，要求放線定位前先搭設(shè)滿堂腳手架，搭設(shè)寬度6m，局部8m,便于采用全站儀或GPS測(cè)量控制，將設(shè)計(jì)孔位坐標(biāo)固定在此腳下手架上，并設(shè)立明顯的穩(wěn)固標(biāo)志。

要安排專職的施工員與質(zhì)檢員，全程隨時(shí)用全站儀(GPS)、同徑測(cè)斜工具(鉆桿內(nèi)小口徑測(cè)斜儀)、測(cè)井儀測(cè)定垂直度與孔徑偏差，鋼尺監(jiān)測(cè)孔位偏差符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，垂直度偏差小于1%，孔徑偏差不大于50mm，垂直度小于1%等。

4　質(zhì)量檢測(cè)情況

4.1樁頂43高程323根樁檢測(cè)情況

委托具有檢測(cè)資質(zhì)的第三方抽檢，根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106—2014)的要求，抽檢15根高應(yīng)變結(jié)果全部合格，單樁豎向極限承載力分別在610～668kN之間，均滿足設(shè)計(jì)單樁堅(jiān)向承載力300kN的要求；抽檢的60根低應(yīng)變結(jié)果樁身完整性全部滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2親水棧道(38平臺(tái))782根樁檢測(cè)情況

委托具有檢測(cè)資質(zhì)的第三方抽檢，按規(guī)范要求，抽檢35根高應(yīng)變結(jié)果全部合格，單樁豎向極限承載力分別在600～722kN之間，均滿足設(shè)計(jì)單樁堅(jiān)向承載力300kN的要求； 抽檢的140根低應(yīng)變結(jié)果樁身完整性全部滿足設(shè)計(jì)要求。

5　結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)對(duì)水下已澆注完畢的782根樁按5%與15%的比例進(jìn)行高應(yīng)變與低應(yīng)變的檢測(cè)，表明水下樁的質(zhì)量完好，沒有發(fā)現(xiàn)擴(kuò)頸、縮頸及斷樁現(xiàn)象，并經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行，無(wú)親水平臺(tái)錯(cuò)臺(tái)、裂縫、變形等質(zhì)量缺陷與質(zhì)量事故發(fā)生，認(rèn)為此施工方法是可行的，能夠確保工程質(zhì)量，縮短工期，降低成本。因此長(zhǎng)管護(hù)筒振沖擠壓成孔灌注樁施工工藝可作為水下灌注作業(yè)新工藝、新技術(shù)推廣，該工藝可以很好地滿足在場(chǎng)地受限且水下作業(yè)時(shí)的應(yīng)用，并在施工質(zhì)量和項(xiàng)目周期上相對(duì)傳統(tǒng)工藝有很大提升，為后續(xù)水利工程施工提供了借鑒。

[1]JGJ 79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

Application of long tube pile casing vibration compaction extrusion hole formation grouting pile in the Underwater Pile Foundation Project of Yuanshui West Bank Scenic Belt

XIANG Bing

(Hunan Taoyuan County Huangshi Reservoir Irrigation Area Administration, Changde 415705, China)

In the paper, the construction method, process, steps and conclusion of combining 90-type vibration impact drill with 800t pontoon to squeeze bore by 7m longφ450 steel pipe casing are adopted for underwater pile foundation in Taoyuan County Yuanshui West Bank Scenic Belt Project. The new technology can be applied under the condition of limited site and underwater operation, thereby playing an enlightening role for similar water conservancy project construction.

long tube pipe casing; squeezing bore; bored pile

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.08.004

TV553

B

1005- 4774(2016)08- 0013- 03