硬切割咬合樁防滲墻施工技術研究與應用

魯四海

摘 要 平橋水庫防滲加固工程，由于工期緊、地質復雜，傳統的咬合灌注樁采用套管鉆機軟切割施工，在有堅硬巖石夾層的地層中難以鉆進、易產生相鄰孔砼管涌等，且對施工設備要求較高，文章結合在本項目的應用介紹其施工工藝原理與關鍵技術控制，并對其實際防滲效果進行驗證，并與傳統全套管軟切割法工藝進行對比。

關鍵詞 咬合排樁;硬切削法;防滲

引言

咬合灌注防滲樁一般多用于基坑圍護結構，起到基坑支護以及帷幕止水的作用，以往大壩防滲加固一般以灌漿為主，隨著大壩建設對于工期要求、經濟效益等越來越高的要求，我們嘗試使用硬切割咬合灌注樁防滲墻工藝進行大壩防滲加固。本項目硬切割咬合灌注樁防滲墻的成功應用，為類似工程案例提供參考。

1工程概況

平橋水庫工程位于安龍縣普坪鎮境龍新村魯溝河上游平橋河河段，屬于魯溝河流域，樞紐主要建筑物由混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水系統等組成。總庫容7898萬m3，為中型水庫，工程等別為Ⅲ等。

2加固方案選擇

根據前期階段地勘報告以及現場開挖后實際開挖的地質情況，河床及右岸存在大范圍煤層地基，煤層的變形模量遠低于左岸的弱風化巖體，強度低、壓縮量大，遇水易軟化，且其層位多、厚度較大，不良工程特性突出。由于常用的基礎固結灌漿加固方式難以確保加固地基具有足夠的承載力，且如要滿足設計的防滲要求還需單獨設置帷幕灌漿。從安全、經濟以及可操作性出發，本項目采用咬合灌注樁防滲墻加固處理。

針對本工程煤層地基的特殊性，在壩趾板范圍內上、下游各布置一排咬合灌注樁防滲墻，樁徑1.2m，樁間距0.9m;中間布置一排灌注樁，樁徑1.2m，樁間距1.8m。

3咬合樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

場平→放樣→導槽澆筑→鉆機定位→鉆Ⅰ序孔→成孔檢測→鉆Ⅱ序孔→鋼筋籠制安→安裝水下砼灌注導管→灌注→驗收。

硬切割咬合灌注樁防滲墻采用旋挖機鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種圍護結構。樁為一根Ⅰ序樁一根Ⅱ序樁間隔布置。施工時先施Ⅰ序樁后施工Ⅱ序樁，Ⅰ序樁灌注素混凝土。Ⅰ序樁施工待終凝后，相鄰兩Ⅱ序樁采用旋挖機切割掉相鄰Ⅰ序樁與Ⅱ序樁相交部分的混凝土，并完成下鋼筋籠，實現相鄰兩樁咬合。實際施工過程中，將Ⅰ序樁和Ⅱ序樁分段計劃好施工順序，采取跳打的方式施工一段Ⅰ序后再施工Ⅱ序樁[1]。

4重要工藝

4.1 樁位放樣

根據施工圖及測量控制資資料，按圖進行樁位放樣。鉆機施工前放出準確的樁位線，根據設計圖紙使用全站儀定樁位，在樁位點打木樁或鋼筋樁，埋深300mm，樁上定出樁位中心，并用“十字栓樁法”做好標識，并加以保護。對軸線、樁位進行測量復核，并做出復核記錄，經復核確認樁位正確無誤后，方可下鉆。

4.2 鉆孔

旋挖鉆機通過自行履帶就位，鉆頭對準放樣點，誤差控制在2cm以內，調整鉆桿垂直度后鉆進，其工作循環為：對準→下鉆→鉆進→提鉆→反轉鎖定→提升鉆機回轉解鎖泄土→再對準。

4.3 灌注水下混凝土

（1）在混凝土灌注過程中要充分考慮溫度、運距、外加劑等對混凝土坍落度的影響。混凝土的灌注在二次清孔后，完成沉渣厚度檢驗和泥漿比重試驗合格后的半個小時內進行，并連續灌注完成。

（2）第一車混凝土的量應滿足導管埋入混凝土1.0m以上，灌注方量由現場計算確定。

（3）水下混凝土連續施工，不許間斷，灌注過程須詳細記錄。對澆筑過程中的一切故障都要記錄備案，注意：

①在各項試驗、測試合格后方可進行混凝土澆筑，在建筑過程中需全過程進行各項試驗、測試;②混凝土初灌使用的料斗容量必須滿足初灌導管埋深大于1m;③澆筑過程中時刻注意混凝土面高度，確保導管埋深處于2～6米范圍內;④當導管埋深超過允許范圍時，及時拔出導管，拔出的導管應當及時沖洗干凈碼放整齊。

5對比軟切割咬合樁的優勢

（1）硬切割咬合樁未使用超緩凝混凝土，不需要在施工完兩個相鄰兩個Ⅰ序樁后立即施工Ⅱ序樁，便于組織設備、人員，減少交叉作業，所以可以分段分序有組織施工;

（2）全護筒軟切割咬合樁使用緩凝混凝土，需要對緩凝時間進行精確控制，如果Ⅰ序緩凝劑緩凝時間過段，早于Ⅰ 序樁成樁時間，將導致施工Ⅱ序樁咬合成樁失敗;如果緩凝時間過長，則很容易造成相鄰樁灌注砼管涌事故，造成工期損失以及經濟損失;

（3）全護筒軟切割咬合樁使用全護筒鉆機，當遇到較堅硬的大面積地下障礙物時將束手無策，此時只能先進行清除障礙的工作，隨后回填土方后再進行施工，嚴重影響施工進度，并造成經濟損失。

6關鍵工序質量控制

6.1 樁位偏差及垂直度控制

在施工前由兩個不同的人進行坐標復核，經確認無異議后引出控制點。在場周圍布設控制網，樁孔坐標必須嚴格遵照下列程序：計算→復核→測量→復測。每道工序由專人負責檢查，實行簽字負責制度。樁的垂直度標準為3‰，在施工中注意套管的順直度檢查和校正，成孔過程中樁的垂直度監測和檢查等，在成孔過程中如發現垂直度偏差過大，必須及時進行糾偏調整，有利用鉆機油缸糾偏及A樁、B樁糾偏。

6.2 預防堵管事故

根據本工程實際情況結合類似施工經驗，造成堵管原因可能會有如下幾種。

（1）導管內壁殘留混凝土，造成混凝土通過受阻力增大，或由于導管密封不嚴漏氣，造成管內進水而使混凝土局部離析。

（2）混凝土質量不合格。混凝土和易性差，導致混凝土在導管內離析，或在運輸中未充分攪拌離析。

（3）埋管過深或過淺，埋管過深造成導管孔口壓力過大，造成混凝土下料不暢，埋管過淺在澆筑過程中，導致脫管，使泥漿與砂漿混合物反壓管內。

6.3 浮籠事故

下料過快、導管埋深過深是浮籠的主要原因，應按照規范要求埋置導管，同時泥漿過濃或泥漿含砂率大同樣也會導致浮籠。

7結束語

通過實踐證明，咬合灌注樁防滲墻采用旋挖硬切割工藝咬合效果和止水效果良好，成樁質量優良，旋挖硬切割法施工防滲咬合樁滿足設計要求，工藝合理可行，適用于多種復雜地層防滲咬合排樁成孔施工，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 咬合式排樁技術標準：JGJT 396-2018.[S].中國：中國標準出版社，2018.