聯石灣船閘工程地基處理技術分析

郭宇翔

摘 要：本文分析了聯石灣船閘工程改擴建工程中的地基處理技術，分別介紹了復合地基中混凝土攪拌樁和混凝土灌注樁的工程概況、施工方法和施工工藝以及施工過程中應當注意的技術問題，可為后續類似工程的開展提供一定參考。

關鍵詞：地基處理 混凝土攪拌樁 混凝土灌注樁 聯石灣船閘

1.工程概況

聯石灣船閘地處中山市坦洲鎮中珠聯圍坦洲堤段聯石灣涌入口處，是目前進出前山水道的唯一船閘，最早于1989年7月建成通航，距今已超過25年，近年來過閘運量在600萬噸左右。

本項目為改擴建工程，建設內容主要包括拆除回填舊船閘、新建船閘及導助航工程、業務用房等配套工程。通航標準為Ⅲ級；設計最大船舶等級為珠江干線1000t級；船閘閘室有效尺寸：166m×16m×4.5m（長×寬×門檻水深）；船閘主要由上游引航道、上閘首、閘室、下閘首和下游引航道構成，船閘有效尺度為166m×16m×4.5m（長×寬×門檻水深）。船閘引航道在平面上為不對稱布置，上下游引航道底寬均為54m，底高程均為-4.756m。船舶上、下行均采用“直線進閘，曲線出閘”方式過閘。

船閘閘室采用整體式鋼筋砼結構，砼等級為C35，抗滲等級P8；閘及預埋件二期砼等級為C40，抗滲等級P8。閘室結構全長172m，有效尺度166m，鎮靜段長6m。閘室共分為10個結構段，每段長均為17.2m。閘墻頂寬2.0m，頂高程為5.924m。閘室底板寬度為22m，底板頂高程為-4.756m，底高程為-6.756m。閘室地基采用Φ1.0m鉆孔灌注樁處理，砼等級C35，樁間距為4.8m×3.8m。

2.混凝土攪拌樁工程

2.1攪拌樁工程概況

攪拌樁分為地基處理和基坑支護兩部分。地基處理水泥攪拌樁加固部位有船閘的上下游引航道及主輔導航墻及護岸連續墻后土體、外江堤防堤基、防汛路擋墻地基和管理區場地。地基處理水泥攪拌樁水泥摻量18%，水泥強度等級為P.C 32.5R，水灰比0.5～0.6，水泥土90天齡期立方體抗壓強度平均值的設計值不小于1000kpa。基坑支護水泥攪拌樁加固部位有基坑支護及基坑底。基坑支護水泥攪拌樁水泥摻量18%，水泥強度等級為P.C 42.5，水灰比0.5～0.6，水泥土28天齡期立方體抗壓強度平均值的設計值不小于800kpa。

本工程水泥攪拌樁主要用于軟弱地基的加固，以提高地基的承載力和地基土的物理力學指標。加固部位有船閘的上下游引航道主輔導航墻及護岸連續墻后土體、外江堤防堤基、防汛路擋墻地基和管理區場地。各部位加固后的形成水泥攪拌樁復合地基承載力要求詳見相關圖紙。

本工程水泥攪拌樁施工工藝采用漿液拌法（簡稱“濕法”），水泥攪拌樁采用同心雙軸雙向攪拌機施工成樁。水泥攪拌樁的水泥強度等級選用32.5級及以上的水泥，本工程水泥土抗壓強度為與攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內加固土試塊、邊長為70.7mm的立方體在標準養護條件下90天齡期的立方體抗壓強度平均值。水泥土的90天齡期立方體抗壓強度平均值的設計值為1000kPa。

水泥攪拌樁的水泥摻量宜為18%，具體的水泥摻量根據原狀土的室內配合比試驗和現場試驗綜合確定。水泥攪拌樁的水泥漿水灰比可選用0.5～0.6。

水泥攪拌樁施工前，需進行現場試樁試驗，對工藝試樁的質量進行檢查，以確定施工參數，試樁根數為1組3根，試樁位置應由設計、監理、施工三方根據的地層構造和施工便利程度，確定代表性的部位進行工藝試驗。攪拌樁施工時，停漿（灰）面應高于樁頂設計標高0.5m。

2.2混凝土攪拌樁施工方法

當水泥漿液到達出漿口后，應噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁端土充分攪拌后，在開始提升攪拌頭，提升速度不得大于0.8m/min。攪拌樁預攪下沉時不得沖水，當遇到硬土層下沉太慢時，可適當加大水灰比，水灰比應合理控制。施工時如因故停漿，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿提升。若停機超過三個小時，為防止漿液硬結堵管，宜先拆卸輸漿管路，妥為清洗。

施工主要步驟包括：①攪拌機械就位、調平。②預攪下沉至設計加固深度。③邊噴漿（粉）、邊攪拌提升至預定的停漿（灰）面。④重復攪拌下沉至設計加固深度。⑤成樁。⑥移位。重復上述①～⑤步驟，再進行下一根樁的施工。

2.3混凝土攪拌樁施工注意事項

（1）施工過程控制：①水泥攪拌樁的質量控制應貫穿在施工的全過程，并堅持全程的施工監理。②施工過程需隨時檢查施工記錄和計量記錄。③水泥攪拌樁應在施工后一周內進行成樁質量檢查，若不符合設計要求應及時調整施工工藝。

（2）施工質量檢驗：①成后3d內，采用輕型動力觸探（N10）檢查上部樁身的均勻性，檢查數量為施工總樁數的1%，且不少于3根。②成樁7d后，采用淺部開挖樁頭進行檢查檢查，開挖深度宜超過停漿（灰）面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑，檢查量不少于總樁數的5%。

（3）靜載荷試驗：①靜載試驗宜在成樁28d后進行。②水泥攪拌樁復合地基承載力檢驗需采用復合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗，驗收檢驗數量不少于總樁數的1%，復合地基靜載試驗數量不少于3臺。

（4）樁身質量檢測：①經觸探和載荷試驗檢驗后對樁身質量有懷疑時，應在成樁28d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣，做抗壓強度檢驗，檢驗數量為施工總樁數的0.5%，且不少于3根。②對外江堤防部位和左岸防汛路擋墻部位的水泥攪拌樁，需進行抽芯檢驗成樁質量，抽芯檢驗應在成樁28d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣，做抗壓強度檢驗，檢驗數量為要求抽芯檢驗部位的施工總樁數的0.5%，且不少于3根。

3.混凝土灌注樁工程

3.1混凝土灌注樁工程概況

本工程中混凝土灌注樁施工主要位于船閘閘首和閘室以及上下游引航道的基礎處理。建筑物基礎為深厚淤泥層、中高密實度砂層，混凝土灌注樁采用干地施工方法，施工機械采用回旋鉆鉆機，正循環工藝鉆孔，不得采用沖擊鉆沖擊成孔。由于施工區域內存在長期形成的淤泥，施工設備不能直接位于上部施工，故本工程考慮搭設施工平臺，樁機位于施工作業平臺上進行施工作業。鉆機穿越淤泥層及砂層前，采用超長鋼護筒護壁成孔，之后采用泥漿護壁成孔。鋼護筒采用履帶吊配合振動錘振沉鋼護筒。鋼筋龍骨架就地焊接，采用履帶吊及鉆機起吊。混凝土采用3m3混凝土攪拌車從拌合樓運輸至現場，80型混凝土輸送泵泵送混凝土入導管。

本工程灌注樁工程量大、施工強度高，共847根，平均每月完成約120根，共配置15臺樁機；樁型規格多，樁徑主要為1.5m、1.2m、1.0m等，樁長40～48m不等，樁尖進入強風化巖，船閘主體灌注樁基礎設計無鋼護筒，淤泥層厚約15～17m，需嚴格加強成樁質量控制。

3.2灌注樁施工工藝

（1）鉆機就位

攪拌樁基礎處理完畢后場地整平后，安排灌注樁機具進場施工（空樁長度約6.156m）。將預先在平地上拼裝好的底盤吊放到平臺上就位調平，然后安裝鉆架、鉆機轉盤、鉆機、電動機以及起吊系統等，最后反復調整鉆機底盤水平，并使吊點中心、轉盤中心、樁位中心位于同一鉛垂線上，中心偏位不大于5 cm。鉆機就位后，經監理工程師檢查無誤，將鉆機底盤固定牢固。

（2）成孔施工設備

考慮到場地條件及工期要求，鉆孔安排10臺回旋鉆機進行施工。每臺樁機配備2臺泥漿泵（1臺作為備用）。具體施工時，要方便鉆機移位，兩相鄰孔不同時施工及保證剛澆筑混凝土的樁的成樁質量。施工過程中，在場內設置泥漿循環系統，泥漿循環采用正循環。泥漿循環系統由泥漿循環池、沉淀池、循環槽、泥漿泵等設施設備組成，并設有排水、清洗、排廢等設施。為保護環境嚴禁把泥漿及廢渣直接排入河道，應排入指定的臨時堆土區。施工完成后，護筒內的泥漿也應清理運走至指定的地方排放。

4.結語

本文分析了聯石灣船閘工程中的地基處理技術，重點介紹了復合地基中混凝土攪拌樁和混凝土灌注樁的工程概況、施工方法和施工工藝以及施工過程中應當注意的技術問題，針對聯石灣船閘工程地基處理的關鍵技術進行分析和總結，形成了一套經濟可行的施工方法，為解決本工程中的實際問題提供了很好的技術手段，且對后續類似工程具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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