長管護筒振沖擠壓成孔灌注樁在沅水西岸風光帶水下樁基礎工程中的應用

向　兵

(湖南省桃源縣黃石水庫灌區(qū)管理局， 湖南 常德　415705 )

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長管護筒振沖擠壓成孔灌注樁在沅水西岸風光帶水下樁基礎工程中的應用

向兵

(湖南省桃源縣黃石水庫灌區(qū)管理局， 湖南 常德415705 )

本文介紹了桃源縣城沅水西岸風光帶工程水下樁基礎采用90型振沖鉆機結合800t躉船用7m長φ450鋼護筒擠壓成孔的施工方法、過程、步驟及結論。該新工藝可在場地受限且水下作業(yè)時應用，以期對類似水利工程施工起到啟示作用。

長管護筒； 擠壓成孔； 灌注樁

1　工程概況

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

風光帶樁基礎工程是該工程的難點與重點，直接影響到工程質量與安全運行。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，根據對施工地點的地質勘察，孔深0～3.0m為粉土，細沙含礫石，稍密—中密，飽和；3.0～12.5m為砂卵礫石，飽和，中密—密實，分選性一般；12.5m以下為基巖，該次設計要求樁長控制在7m左右，樁身進入砂卵石層，樁長平均控制在7m左右。

2　具體施工方法

2.1方案選擇

由于受現有防洪大堤影響，根據地勘情況地基承載力與施工通道無法滿足大型機械設備進入工地要求，其次受桃源水電站影響，庫水位一直控制在39.5高程，按原設計采用長螺旋無法實施，按新的討論方案，采用浮船固定φ400沖擊鉆機泥漿護壁的施工方法進行，將43高程完工后再協調電站將水位調節(jié)至37高程后進行38高程施工，這樣整個工期無法按預定的計劃實現，且水下工程質量也得不到促證，針對施工現狀及工程的迫切需要，經業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工方多次現場察勘，并召開多次專題研究會討論，水上43高程采用浮船固定φ400沖擊鉆機泥漿護壁的施工方案，水下38高程采用新工藝，即采用90型振沖鉆機結合800t躉船用7m長φ450鋼護筒擠壓成孔的施工方案，根據水下38高程新工藝試樁低應變與高應變的檢測與承載力推算，單樁豎向承載力達600kN以上，滿足設計300kN要求，所以水下38高程選用90型振沖機結合800t躉船用7m長φ450鋼護筒擠壓成孔的施工方案同時進行施工。

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)782根φ400鉆孔灌注樁，總進尺5518.8m。

根據施工工藝的變化，38高程樁基礎也進行相應的設計調整，采用護筒擠壓成孔灌注樁施工，水下部分采用套筒跟進施工,持力層為砂卵石層，取消水下部分樁承臺,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，將梁底以上20cm樁鑿除并清理干凈。梁底面以上樁預留樁鋼筋，與梁一并澆筑混凝土。(方案情況見圖1)。

以上情況充分證明，整個工程計劃于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、躉船租用費11萬元，大型機械設備進出場1.27萬，φ500mm、壁厚6mm鋼套管2554.2m，149.08萬元，而按原方法施工延長了無法估算的工期，且水下施工質量得不到保障，其間接成本無限增大。

水下方案變更后比原來的工藝更簡單，可操作性更強，所以水下采用90型振沖機結合800t躉船用7m長φ450鋼護筒擠壓成孔的施工方案是可行的。

2.2振沖長管護筒擠壓成孔灌注樁的施工步驟(圖2)

a.測量放線定位、駁船就位，下錨固定船只。

b.振沖樁機安裝調試到位，用反鏟挖掘機固定的90型振動錘在駁船就位。

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

d.進一步用全站儀校核確保護筒中心與設計孔吻合。

e.安好護筒后，將用反鏟挖掘機固定的90型振動錘夾位護筒，均勻振動護筒、使護筒四周均勻下沉，施工人員隨時用同徑測斜工具或鉆桿內小口徑測斜儀、測井儀測定垂直度與孔徑偏差，用鋼尺量測孔位偏值結合鉛垂球隨時校正護筒，使護筒四周均勻下沉保持垂直。

f.護筒達到設計深度后，將鋼筋籠吊裝就位，垂直伸入護筒內。

g.下φ160導管，下至距孔底0.5m處嚴格按水下灌注混凝土規(guī)范進行混凝土灌注，要求灌注及時，初灌量達到將導管埋置1.0m以上，灌注連續(xù)不間斷。提升導管的幅度根據計算與孔內測量，導管被混凝土埋置深度可大于2m，一般6.0m，最后樁頭高度超過設計高度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鋼套管下至鋼護筒外側，用于連接河底至39.80m高程樁位接長，鋼套管進入原土層≥1.5m，然后拔出套管，該樁施工完成。

圖2　樁位施工流程

3　施工中的重點和難點及解決方法

90型振沖機結合800t躉船用7m長φ450鋼護筒擠壓成孔的施工方法，重點是在監(jiān)理見證下，對工程所用的原材料、中間產品、構配件在保證外觀質量合格,并有材質合格證明的條件下進行取樣抽檢,送具有檢測資質的檢測機構進行復檢合格后，進行沖擊成孔設備、鋼筋籠與鋼套管制作。

難點是將孔位偏差控制在符合設計和規(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%。

根據現場條件，水位高程39.50m，要求放線定位前先搭設滿堂腳手架，搭設寬度6m，局部8m,便于采用全站儀或GPS測量控制，將設計孔位坐標固定在此腳下手架上，并設立明顯的穩(wěn)固標志。

要安排專職的施工員與質檢員，全程隨時用全站儀(GPS)、同徑測斜工具(鉆桿內小口徑測斜儀)、測井儀測定垂直度與孔徑偏差，鋼尺監(jiān)測孔位偏差符合設計和規(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　質量檢測情況

4.1樁頂43高程323根樁檢測情況

委托具有檢測資質的第三方抽檢，根據《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ 106—2014)的要求，抽檢15根高應變結果全部合格，單樁豎向極限承載力分別在610～668kN之間，均滿足設計單樁堅向承載力300kN的要求；抽檢的60根低應變結果樁身完整性全部滿足設計要求。

4.2親水棧道(38平臺)782根樁檢測情況

委托具有檢測資質的第三方抽檢，按規(guī)范要求，抽檢35根高應變結果全部合格，單樁豎向極限承載力分別在600～722kN之間，均滿足設計單樁堅向承載力300kN的要求； 抽檢的140根低應變結果樁身完整性全部滿足設計要求。

5　結　語

通過對水下已澆注完畢的782根樁按5%與15%的比例進行高應變與低應變的檢測，表明水下樁的質量完好，沒有發(fā)現擴頸、縮頸及斷樁現象，并經過幾個月的運行，無親水平臺錯臺、裂縫、變形等質量缺陷與質量事故發(fā)生，認為此施工方法是可行的，能夠確保工程質量，縮短工期，降低成本。因此長管護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、新技術推廣，該工藝可以很好地滿足在場地受限且水下作業(yè)時的應用，并在施工質量和項目周期上相對傳統工藝有很大提升，為后續(xù)水利工程施工提供了借鑒。

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

[2]JGJ 106—2014建筑基樁檢測技術規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(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