淺談全套管全回轉咬合樁在耿樓復線船閘深基坑截滲加固中的應用

（安徽省阜陽市河道管理局 阜陽 236000）

1 工程概況

耿樓樞紐位于沙潁河左岸安徽省太和縣稅鎮耿樓村，樞紐已建有節制閘和Ⅳ級船閘（以下簡稱一線船閘）。樞紐工程建筑物設計等級為2 級，節制閘設計過閘流量3910m3/s，校核流量4770m3/s。耿樓復線船閘建于一線船閘左側，布置方式與現有的一線船閘基本一致，兩船閘縱軸線相互平行，軸線距為55.36m，設計級別為Ⅳ級，設計船舶噸級為500t 級，兼顧1000t 級船型，閘室尺度為240m×23m×4m（長×寬×門檻水深），閘室底板頂面高程▽20.5m，底板厚3.5m。復線船閘與一線船閘共用引航道，引航道寬75.0m，上下游直線段總長1223m。復線船閘上閘首及閘室段基坑右側布置Φ1.5m 和Φ1.2m的雙排鋼筋混凝土灌注樁支護；下閘首段基坑右側布置Φ1.5m 的雙排鋼筋混凝土灌注樁上接扶壁式導航墻作支護；上下閘首布置鋼圍堰與土圍堰相結合的擋水圍堰支護。船閘主體左側及上下游側與船閘主體右側采用高壓擺噴截滲墻、鋼筋混凝土地連墻連接成封閉體進行截滲。

2 工程區水文、地質條件

耿樓閘閘上正常蓄水位一般為▽31.0～32.5m，下游水位一般在▽27.5～28.5m，工程區內地下水類型為孔隙潛水和孔隙承壓水，孔隙承壓水主要賦存于下部砂壤土、細砂層中，含水較為豐富，一般地下水位隨外河水漲落而變化，水位▽27.97～31.97m。根據地勘報告，閘址區地形平坦，地貌單一。船閘閘基大部分位于⑦層粉質壤土、砂壤土互層下部，局部位于⑧層砂壤土頂部，這兩層土透水性較強，在施工中可能出現管涌和流沙現象。

3 基坑截滲加固處理

新建復線船閘基坑開挖較深，最深處達到19.5m，閘址原為村莊（一線船閘建時已拆除），村民打設取水井，對地層造成人為擾動，同時在一線船閘建設時，在基坑周邊布設有降水井，加之閘址區水文地質條件復雜，存在詳勘無法探明的滲流通道等原因，綜上復雜原因，上閘首基坑在開挖施工過程出現透水，在復線船閘上閘首右岸輔導航墻處與外河聯通形成滲流通道，如何選擇一個安全、有效的加固方案徹底堵住滲流通道，確?；雍罄m干地施工，將成為加固方案的首選。

對上閘首滲流通道截滲加固方案進行比選：

方案一：在上閘首距離已實施截滲墻40cm 處新增鋼筋混凝土截滲墻一道，圍封過水通道后和上下游截滲墻形成封閉。

方案二：在上閘首滲漏通道處設置硬咬合樁成墻兩道，咬合樁連續墻兩端與現狀鋼筋混凝土截滲墻相咬合（硬咬合），將截滲墻體連接為整體。

方案選擇：方案一中新增截滲墻距原截滲墻僅40cm，施工時容易造成塌孔，無法保證再次成墻的質量，同時新增截滲墻施工需穿越連排樁并沖擊鉆除灌注樁，施工難度較大，采用方案二咬合樁方案，很好地解決了已建截滲墻與灌注樁之間、新建截滲墻與已建截滲墻的節點連接問題，保證了防滲措施的完整性，綜合考慮基坑截滲加固采用方案二。

3.1 上閘首新增截滲墻加固設計

原截滲墻在上閘首出現管涌處彎折較多，本次考慮裁彎取直，在管涌通道上游臨水側另行構建一段截滲墻，對基坑形成兩道防滲保護。

3.1.1 上閘首截滲加固工程布置

墻體采用硬咬合樁成墻技術，墻體總長約25.0m，大致呈西北—東南走向，兩端與已建截滲墻采用硬咬合樁連接，咬合樁直徑1.5m，分為A 樁（超緩凝素混凝土樁C30）和B 樁（鋼筋混凝土樁C30），樁間咬合搭接長度0.3m，咬合成墻后最小厚度0.9m，墻底高程4.0m，墻頂高程34.50m。新增截滲墻平面布置見圖1。

3.1.2 咬合樁截滲墻施工技術

咬合樁截滲墻采用全套管全回轉工藝，它是一種新型、環保、高效的鉆進技術，近年來在城市地鐵、深基坑圍護咬合樁、廢樁（地下障礙）的清理，高鐵、道橋、城建樁的施工，以及水庫水壩的加固等項目中得到了廣泛的應用。實現了在卵、漂石地層、含溶洞地層、厚流沙地層、強縮頸地層、各類樁基礎、鋼筋混凝土結構等障礙還沒有清除的情況下就可以開展灌注樁、置換樁、地下連續墻的施工和頂管、盾構隧道無障礙穿越各類樁基礎的可能。

咬合樁先施工A 樁（超緩凝素混凝土樁），后施工B 樁（鋼筋混凝土樁），其工藝流程是：A1→A2→B1→A3→B2……An→Bn-1。

單樁施工流程：樁位放樣→套管樁基就位→吊裝套管→回旋鉆取土、套管磨進→清孔→吊放鋼筋籠（如有）→放入混凝土灌注導管→ 灌注混凝土→鉆機移位。施工流程如圖2 所示。

3.2 施工要點

（1）墻體總長約25.0m，共布置咬合樁20 根，A 樁7 根，B 樁13 根（其中硬咬合樁4 根）。先施工A 樁，每完成相鄰兩根A 樁，初凝后再施工B 樁，最后再進行4 根硬咬合樁施工。

圖1 新增截滲墻平面布置圖

（2）超緩凝混凝土的配制

初凝時間：咬合樁施工時要求超緩凝混凝土具有足夠長的初凝時間，確保在B 樁施工時A 樁尚未初凝，以達到A 樁與B 樁相互咬合實現無縫連接。根據施工順序和單樁成樁時間，初擬超緩凝混凝土設計初凝時間為48h。

坍落度：根據施工工藝要求，超緩凝混凝土的坍落度澆筑時一般控制在16～18cm。

早期強度：超緩凝混凝土的3d 強度值不宜大于3MPa，其目的為：在施工過程中如遇到意外情況造成時間拖延，導致在A 樁混凝土終凝后才能施工B樁，此時由于混凝土早期強度不高，使A 樁咬合部分的混凝土處理起來比較方便。

3.3 施工參數

（1）孔口定位誤差≤10mm；

（2）樁的垂直度偏差≤2‰；

（3）沉渣厚度≤50mm。

3.4 單樁施工技術要點

（1）鉆機就位：待平臺有足夠的強度后，將全回轉鉆機底座吊至平臺上，進行樁中心定位；然后將鉆機吊裝就位，并調至水平。

（2）取土成孔：先壓入第一節套管，校正套管垂直度后，磨樁下壓套管，套管壓入深度約3.0m 時用抓斗從套管內取土，一邊抓土，一邊下壓套管；保持套管底超前與開挖面的深度不小于2.5m。第一節套管全部壓入土中后檢測垂直度，如不合格則進行糾偏調整，如合格則安裝第二節套管下壓取土，直到設計孔底標高。B 樁施工時，當鉆孔深度超過A 樁底時，保證套管超前開挖面深度不小于0.5m。

圖2 咬合樁施工流程圖

（3）鋼筋籠吊裝：終孔后利用履帶吊下吊鋼筋籠，鋼筋籠主筋允許偏差±10mm，箍筋間距允許偏差±20mm，鋼筋籠長度允許偏差±100mm，保護層厚度50mm。

（4）導管安裝：導管壁厚≥3mm，直徑200～250mm；使用前應進行試拼裝、試壓。

（5）混凝土：采用水下混凝土灌注法澆注混凝土，宜摻外加劑。A 樁身采用C30 緩凝型混凝土，B 樁身采用C30 商品水下混凝土。混凝土含砂率40%～50%，選用中粗砂，粗骨料最大粒徑小于40mm。

（6）混凝土灌注：開始灌注混凝土時，導管底部距孔底0.3～0.5m。導管一次埋入混凝土灌注面以下不小于0.8m；導管埋入混凝土深度宜為4～6m。

（7）鉆機移位：樁機液壓裝置收起，在履帶吊配合下移位。

3.5 質量檢測

成墻28d 后或樁身強度達到設計強度70%，沿防滲墻軸線進行鉆孔取芯檢測，檢測3 根樁，位置現場確定；每根樁布置1 個孔，每孔截取芯樣不少于4 組。取芯樣做室內試驗檢測抗壓強度、抗滲等物理力學性能指標。鉆孔取芯其他要求按照《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106-2014）執行。

4 結論

本次設計選用咬合樁成墻方案，施工工藝成熟，施工效果可靠，在多地深基坑加固中被成功應用。采用咬合樁方案，很好地解決了已建截滲墻與灌注樁之間、新建截滲墻與已建截滲墻的節點連接問題，保證了防滲措施的完整性，上閘首兩道防滲墻確?；拥臐B流安全，為后期基坑干地施工創造了條件。通過鉆孔取芯檢測及實際施工驗證，咬合樁施工方案是完全可行的，也是解決此復雜基坑防滲問題的最有效方案■