鉆孔灌注樁在顧圩門節(jié)制閘地基處理中的應(yīng)用

孫陽(yáng)

（連云港市市區(qū)水工程管理處，江蘇 連云港222000）

1 引言

顧圩門節(jié)制閘的地理位置在連云港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)排淡河與大浦河調(diào)尾河道交匯處下游約160m 處。根據(jù)《連云港市城市防洪規(guī)劃（2008—2030）》，顧圩門節(jié)制閘作為大浦河調(diào)尾河道與排淡河流域的分界點(diǎn)，用來(lái)節(jié)制連云新城水系和排淡河水系。顧圩門節(jié)制閘設(shè)計(jì)閘孔規(guī)模為3 孔、單孔凈寬8m。通過(guò)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面做進(jìn)一步比較，最終選取C30 鉆孔灌注樁進(jìn)行地基基礎(chǔ)處理【1】。

2 工程地基特性及設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，閘室底板及翼墻底板基礎(chǔ)持力層大部分位于3 層淤泥質(zhì)土，土層狀況如下：灰色，飽和，流塑，土質(zhì)均勻，細(xì)膩，有腥臭味，切面光滑有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，無(wú)搖震反應(yīng)。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：4.50～6.80m，平均5.81m；層底標(biāo)高：-6.00～-4.90m，平均-5.37m；層底埋深：4.50～11.20m，平均7.91m。允許承載力R=40kPa【2】。

3 針對(duì)樁基承載力的計(jì)算分析

3.1 樁基豎向承載力分析

根據(jù)JGJ 97—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第5.3.5 條規(guī)定，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按以下公式計(jì)算【3】：

式中，Quk為單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；u 為樁身周長(zhǎng)，m，u＝πD；qsik為樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；li為樁穿越第i 層土的厚度，m；qpk為極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；Ap為樁端面積，m2。

3.2 樁基水平向承載力

依據(jù)JGJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第5.7.2 條規(guī)定，可按式（2）估算樁身配筋率不小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值：

式中，Rha為單樁水平承載力特征值，kN；EI 為樁身抗彎剛度；X0a為樁頂容許水平位移，取水平位移為0.5cm；vx為樁頂水平位移系數(shù)；α 為樁的水平變形系數(shù)。

3.3 單樁豎向、水平承載力特征值

設(shè)計(jì)按灌注樁承擔(dān)上部垂直壓力以及水平荷載的100%計(jì)算。通過(guò)計(jì)算得出每個(gè)部位灌注樁的單樁豎向和水平承載力的特征值（見表1）。

表1 單樁豎向、水平承載力特征值匯總表

4 鉆孔灌注樁施工工藝

本工程采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，在鉆進(jìn)過(guò)程中，用泥漿防止孔壁坍塌，并藉由泥漿的循環(huán)將孔內(nèi)碎渣帶出孔外。泥漿用作鉆孔時(shí)的護(hù)壁、冷卻鉆具的沖洗液。主要施工工藝為鉆孔和成樁。

4.1 鉆孔工藝分析

4.1.1 設(shè)計(jì)要求、場(chǎng)地地層及設(shè)備性能

根據(jù)樁基設(shè)計(jì)要求、場(chǎng)地地層和設(shè)備性能情況，其中鉆頭采用的是合金鉆頭，且夾角是120°左右。

4.1.2 定位、放樣及埋護(hù)筒

首先，圍繞軸線定位放樣周邊軸線，圍繞軸線周圍設(shè)置龍門板樁，將標(biāo)高水準(zhǔn)點(diǎn)引至固定的建筑物或者構(gòu)筑物上，然后根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙，定位測(cè)量各樁位，再將樁孔灰線放出，挖完洞埋好護(hù)筒。

4.1.3 鉆孔技術(shù)要求

1）鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開鉆前對(duì)鉆機(jī)及其他機(jī)具進(jìn)行檢查，慢速鉆孔。鉆孔施工應(yīng)一次不間斷地完成，鉆至設(shè)計(jì)深度后，立即清孔。

2）泥漿與護(hù)壁：根據(jù)工區(qū)場(chǎng)地的地層條件，使用優(yōu)質(zhì)泥漿鉆孔進(jìn)行開孔，在繼續(xù)鉆進(jìn)黏土層時(shí)，由于地層送漿性能較強(qiáng)，采用自然送漿，當(dāng)護(hù)壁泥漿黏度過(guò)大時(shí)，可用水均勻稀釋，以保持性能。提高泥漿質(zhì)量，提高泥漿性能指標(biāo)，合理布置泥漿循環(huán)系統(tǒng)，減少樁端沉渣和樁側(cè)泥皮厚度，對(duì)提高鉆孔灌注樁承載力具有重要意義【4】。

3）樁孔驗(yàn)收：樁孔完成后，先按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行自檢，合格后由甲方或監(jiān)理代表對(duì)成孔深度、孔底沉渣、泥漿性能指標(biāo)等進(jìn)行驗(yàn)收，最后填寫表格，做好簽證工作。

4.2 成樁工藝分析

4.2.1 鋼筋籠的制作與吊放

鋼筋籠的對(duì)接采用現(xiàn)場(chǎng)雙面搭接焊，按設(shè)計(jì)圖紙要求制作，確保鋼筋籠垂直度符合要求。待鋼筋籠全部入孔之后，按設(shè)計(jì)要求檢查安裝位置標(biāo)高，并做好記錄。滿足要求后，固定鋼筋籠頂部，防止?jié)仓炷習(xí)r自重下降或上下導(dǎo)管碰撞造成鋼筋籠錯(cuò)位。

4.2.2 灌注混凝土

1）在澆筑過(guò)程中要隨時(shí)檢查導(dǎo)管埋深，一般控制在2～4m。隨時(shí)檢查灌注混凝土頂面高程，灌注完成前一段時(shí)間應(yīng)加大檢查頻率。

2）灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，盡可能縮短灌注時(shí)間，避免柱孔內(nèi)頂層的混凝土失去流動(dòng)性，難以上升，造成質(zhì)量安全事故。

3）灌注結(jié)束，將最后1 根或2 根導(dǎo)管緩慢拔出，使混凝土面口慢慢閉合，防止快速拔出，造成泥漿混合，形成混泥芯。混凝土澆筑結(jié)束后，計(jì)算并記錄好充盈系數(shù)。

4）澆灌完成的每根樁都需要編號(hào)，而且要注明樁樣深度，保存在混凝土灌注記錄中，試塊制作24h 后脫模，放置養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，28d 后進(jìn)行試驗(yàn)，將試壓結(jié)果歸檔備查。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程沉降位移觀測(cè)結(jié)果顯示，主體結(jié)構(gòu)累計(jì)沉降和不均勻沉降較小，最大沉降量發(fā)生在上游左側(cè)第二節(jié)翼墻和下游左側(cè)第四節(jié)翼墻，為4mm；最大不均勻沉降發(fā)生在上游左側(cè)第一、二節(jié)翼墻交界處，為3mm。現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)相鄰建筑物有明顯沉降錯(cuò)縫現(xiàn)象，水閘整體趨于穩(wěn)定。根據(jù)觀測(cè)資料分析，天然土質(zhì)地基上水閘地基最大沉降量不超過(guò)15cm，相鄰部位的最大沉降差不超過(guò)5cm，符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求【5】。