某船閘閘室基礎處理分析

田忠青 沈保根

摘 要：原設計船閘閘首、閘室地基處理均采用粉噴樁復合地基方案，為保證地基處理的可靠性，設計中提出在粉噴樁施工前應根據設計進行工藝性試樁。由于工程場地地質較為復雜，卵石層的頂標高起伏不定，粉噴樁施工時穿透承壓水層或覆蓋土層厚度不足導致冒水現象可能再次發(fā)生，維持原方案的風險很大。為減少工程風險、順利推進工程施工，決定補勘工程地質，提出新的地基處理方案。

關鍵詞：船閘;閘室;基礎處理

中圖分類號：U641 文獻標識碼：A

1 施工方案變更原因分析

1.1 選擇施工速度快的方案搶抓工期

水陽江航道整治工程為亞行貸款項目，關賬時間已定，因蘇皖兩省有關部門對于船閘閘址存在爭議，開工時間較晚，導致整個船閘工程建設期較短。根據原施工計劃安排，粉噴樁地基處理和土方開挖應在4個月內完成（2017年11月-2018年2月），其中粉噴樁施工期約3個月。

根據2018年2月才進行粉噴樁試樁的進程推算，6月份左右才能完成粉噴樁地基處理，汛前無法完成底板澆筑，故需要選用工期短、效率高、確定性強的方案進行地基處理。

1.2 繼續(xù)實施粉噴樁方案存在不確定性

（1）繼續(xù)發(fā)生機械故障不可避免，導致冒水繼續(xù)發(fā)生延誤工期。試樁過程中出現冒水情況，是地質情況復雜、承壓水位變幅較大和施工作業(yè)不到位等綜合因素產生的。繼續(xù)采用粉噴樁方案，不可避免的仍會遇到地質突變、機械故障等工程常發(fā)現象，當然可以通過提前做好應急預案等來解決，但是相應又會出現工后處理等一系列問題，導致工期延誤。

（2）通過調整粉噴樁間距和樁長對原方案進行優(yōu)化，仍必須按設計要求再次進行試樁試驗，增加試樁和設計調整周期，導致工期延長。

（3）承壓水頭受天氣和流域來水影響較大?？紤]承壓水頭枯水期低、高水期高，繼續(xù)實施粉噴樁方案需抬高施工基面，粉噴樁空鉆高度增加，同時粉噴樁施工遇上中高水期、承壓水頭上漲，壓力加大，影響粉噴樁成樁質量，復合地基承載力和沉降要求難以保證，施工質量不可控。

1.3 風險導向

（1）工程場地地質較為復雜，卵石層的頂標高起伏不定，即使試樁成功，仍會出現在某一個位置因卵石層頂標高較高，粉噴樁施工時穿透承壓水層或覆蓋土層厚度不足導致冒水現象再次發(fā)生，維持原方案的風險也較大。

（2）水陽江7-8月份為主汛期，實施原方案將延長工期跨越汛期，為確保安全度汛必須停工，汛后再進行地基處理，整個工期將延誤5～6個月。

1.4 費用問題

根據試樁資料調整粉噴樁樁距和樁長將增加工程費用。繼續(xù)實施粉噴樁地基處理方案將延誤工期、存在風險和增加費用，因此研究提出新的地基處理方案，進行比較，推薦最佳方案。

2 主要工程施工技術要求

2.1 閘首施工工序

下閘首：第一批澆筑左、右邊墩底板、中間底板，預留施工縫;第二批澆筑至1.45 m高程，填筑至底板頂;第三批澆筑底板后澆帶，需底板及邊墩澆筑完成后歷時大于60d，第四批澆筑空箱至閘首頂部，預留門庫邊墻后澆帶;第五批門庫后澆帶?；炷翝仓上露戏峙謱訚仓?/p>

上閘首：砼澆筑順序基本同下閘首。不同處為：第二批澆筑至2.2 m高程;因邊墻沒設后澆帶，砼只分四批澆筑。

底板按設計要求分三部分澆注。砌塊之間設置1 m寬的施工縫。上下閘首底板寬縫的中心距側墩內壁3 m。在底板澆筑后應開始進行沉陷觀測記錄，并繪制沉降速率曲線。底板砼澆筑60 d后，邊墩澆筑至上閘首為2.2 m高程、下閘首為1.45 m高程60 d后，應由經監(jiān)理工程師、建設單位和設計單位研究決定后澆帶澆筑時機。后澆帶施工前，寬縫壁應鑿毛處理，在施工寬縫處鋼筋應連續(xù)。

當底板混凝土強度達到設計強度的75%時，墻后土體可回填至底板頂部。水閘水頭側墩分批澆注的混凝土達到設計強度的80%，應啟動墻后回填。兩側墩后回填土呈對稱同步上升，兩側回填土高度差不超過1 m。施工寬縫密封，墻后回填土頂標高不得超過底板頂面，地下水位保持在底板底面以下50 cm。

2.2 閘室施工工序

底板混凝土沿橫向分為三部分，先澆筑側底板和中底板，預留施工寬縫。除預留施工寬縫及二期砼標號為C30外，其余等級為C25。在底板澆筑后應進行沉陷觀測，并繪制沉降速率曲線。待中、邊底板混凝土達到設計強度的75%時，回填底板外側土方至底板頂面，回填土要求同閘首部分。

墻體混凝土可兩次澆至頂部，第一次澆筑在底板頂部3 m以上，標高0.95 m?；炷翉姸冗_到設計強度的80%，墻后回填土頂標高可達到0.95 m;第二次是從0.95 m到門墻頂。當墻身砼澆筑到0.95 m高程，底板和邊墩澆筑完成后歷時大于60d，應由經監(jiān)理工程師、建設單位和設計單位研究決定后澆帶澆筑時機。后澆帶施工前，寬縫壁應鑿毛處理，在施工寬縫處鋼筋應連續(xù)。待底板封鉸砼強度達到設計強度后，再澆筑邊墻上部。

2.3 導航墻施工工序

導航墻強身施工完成后，必須先施工引航道護坦，護坦達到設計強度后方可進行墻后土方回填，土方回填應嚴格控制施工速率，分層填筑，分層碾壓，每層松鋪厚度不得大于30 cm，壓實度不得小于0.85（輕型壓實標準）。

2.4 PHC樁施工技術要求

2.4.1 PHC樁預制與運輸

（1）混凝土澆筑前必須嚴格檢查所有鋼筋、預埋件等的規(guī)格、數量和位置，確定無誤后方可澆筑。構件預制質量必須滿足現行《港口工程混凝土施工規(guī)范》、《港口工程樁基規(guī)范》和《預應力混凝土管樁》等規(guī)范的相關要求。

（2）PHC樁起吊強度。樁體的混凝土強度應滿足設計要求，需要提前吊裝，應按經驗計算。

（3）PHC樁起吊。起樁時，樁體可用繩扣綁扎或用卡箍夾緊，起樁點到設計位置允許偏差±200 mm。為了防止繩扣和樁角損壞，吊點用麻袋或木塊填充。起樁時，每個起樁點必須同時緩慢升降，以減少振動，防止樁身開裂。

（4）構件存放。a.構件的存放位置應平整、穩(wěn)定、承載能力足夠。支護構件應能均勻地支撐構件的重力，防止地基不均勻沉降對構件的不利影響。b.構件的堆放層數，承包人可以根據施工組織設計及構件強度驗算，提出堆存層數及相關措施，報監(jiān)理工程師批準。

（5）在陸地上運輸PHC樁時，各支點位置應滿足設計要求，防止強振動。在邊坡上運輸時，滑道應平整，以保持構件的穩(wěn)定性。

2.4.2 PHC樁沉樁技術要求

（1）PHC樁沉樁前，應進行下列工作：a.測設PHC樁的安裝位置線和標高控制點;PHC樁的型式、外型、質量、數量、混凝土強度及預埋件;b.為使安裝順利進行，應結合施工情況，選擇沉樁機械，編制PHC樁沉樁順序圖。

（2）PHC樁沉樁完畢后，應核對構件編號，檢查沉樁位置，復核標高。沉樁質量應滿足相關規(guī)范或規(guī)程的要求。

（3）沉樁施工必須嚴格執(zhí)行《港口工程樁基規(guī)范》和其他相關國家標準的有關規(guī)定或要求。

（4）采用靜壓沉樁工藝，根據試樁情況和檢測資料，沉樁以單樁承載力控制，單樁送樁力必須滿足設計要求。

（5）應遵《港口工程樁基規(guī)范》及《港口工程樁基動力檢測規(guī)程》要求進行動力檢測。

（6）PHC沉樁時，應采用高應變動力試驗法對樁基軸向承載力進行測試，樁數不應小于樁數的5%，不應小于5;采用低應變動態(tài)試驗方法對樁體質量進行取樣，試驗樁數不小于樁總數的10%，不小于1;樁身結構在沉樁過程中可能會發(fā)生隱性滲透或其他影響，如果可靠性不正常，應逐一檢測。

2.5 鋼筋砼鉆孔灌注樁

（1）工藝流程：施工準備 → 放樣定位 → 鉆孔成孔 → 清孔 → 安裝鋼筋籠 → 二次清孔 → 澆筑混凝土。

（2）鉆孔灌注樁水上施工平臺不僅要能滿足灌注樁施工的要求，還應考慮在現澆上部結構時方便立模。

（3）鋼筋砼鉆孔灌注樁成孔質量應符合表1要求。

（4）在鉆孔時，應隨時注意鉆孔速度或取樣，以確定各土層的標高。確保樁尖進入持力層深度不小于設計圖紙的要求。

（5）鋼筋籠主筋沿圓周均勻布置，節(jié)點交錯布置。相同搭接長度的截面（LD=700 mm），帶節(jié)點的主筋截面面積不得超過主筋總面積的50%。

（6）在鋼筋籠就位后，必須采取必要的定位措施，確保鋼筋籠的準確定位和鋼筋保護層的厚度滿足設計圖紙的要求。

（7）在孔內放置鋼筋籠，應盡快進行二次清孔。洗孔后樁底泥沙厚度應小于5 cm，待洗孔驗收后立即進行水下混凝土澆筑。

（8）水下混凝土應采用管道法澆筑。各樁水下混凝土連續(xù)澆筑，不得中斷。施工時，應控制澆注速度，防止罐籠浮起。

（9）當樁體混凝土達到設計強度時，取總樁數的3%進行鉆芯?；炷翝仓惓＜巴暾詸z測應優(yōu)先選擇。

（10）現澆樁頂標高應符合設計要求，樁頂抽筋、松動混凝土應鑿開。

（11）樁身根據現場情況設置鋼護筒，保證樁基表面光滑，鋼護筒入土部分長度不得小于1.5 m。

（12）鉆孔灌注樁施工完成，應進行高、低應變動測試驗，低應變檢測數量應為100%，高應變檢測方法和檢測數量應符合相關標準規(guī)定;現澆樁施工過程中，如有異常情況影響樁結構的可靠性，應逐一檢測。

3 結語

在地下水豐富且含有地下承壓水復雜地質條件下，PHC管樁具有施工時間短、工程費用低、地基處理質量可靠等優(yōu)點，在對工期要求高的臨水結構物基礎處理中可作為一定參考。

參考文獻：

[1]JTS167-4-2012港口工程樁基規(guī)范[S].中華人民共和國交通運輸部，2012.09.

[2]覃聰曉.船閘基坑工程施工技術應用研究[J].磚瓦世界，2019（22）：118.