張威巍(中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司 山東濟(jì)南 250014)

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在南水北調(diào)中線磁縣段工程中的應(yīng)用探索

張威巍
(中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司 山東濟(jì)南 250014)

當(dāng)前，隨著各方面的不斷發(fā)展，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在水利工程中有著廣泛的應(yīng)用。目前水利工程在實(shí)施方面共同研究的一個(gè)問(wèn)題就是，在確保安全的前提下，如何更好的實(shí)現(xiàn)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性。本文以復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在南水北調(diào)中線磁縣段工程中的應(yīng)用為例，對(duì)這一技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用，以及存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和處理，為復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)更好的應(yīng)用于水利工程提供參考。

復(fù)合載體夯樁；南水北調(diào)中線磁縣段工程；應(yīng)用探索

隨著水利行業(yè)的迅速發(fā)展，水利地基的處理逐漸成為水利行業(yè)發(fā)展中一個(gè)重要的制約因素，通過(guò)水利行業(yè)不斷的研究和探索，最終發(fā)現(xiàn)了復(fù)合載體夯樁，這一技術(shù)不僅有效的解決了水利工程中存在的相應(yīng)的問(wèn)題，并且其在實(shí)踐中還具有良好的經(jīng)濟(jì)性。近些年，這一施工工藝在水利工程行業(yè)得到了大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，但在實(shí)際的操作中，由于其施工的條件較多，因此，在當(dāng)前的實(shí)施施工中還存在一些問(wèn)題，本文具體針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探索，并且提出相應(yīng)的硬度方案，推動(dòng)復(fù)合載體夯樁工藝的不斷完善。

一、工程簡(jiǎn)述

南水北調(diào)中線磁縣段工程，其第一標(biāo)段全長(zhǎng)為 15.19km，起止樁號(hào)為0+000-15+190。其中樁號(hào)0+000-1+835段的工程建設(shè)地點(diǎn)在漳河北岸河漫灘上面。樁號(hào)4+451-4+951，這一段在漳河北岸一級(jí)階地上渠?？拐鹪O(shè)防烈度高達(dá)7度，并且地震動(dòng)峰值加速度為0.15g的地區(qū)是磁縣段的總干渠的建設(shè)場(chǎng)地。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在這種地理?xiàng)l件下進(jìn)行總干渠的建設(shè)，必須對(duì)相應(yīng)的地基進(jìn)行液化處理，由于南水北調(diào)這一工程的是我國(guó)當(dāng)前一個(gè)相當(dāng)大的水利工程，其重要性不言而喻，因此，在抗液化方面采取了全部消除液化沉陷的措施。這一措施的實(shí)現(xiàn)主要是針對(duì)飽和砂土液化渠基，采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的處理。

二、復(fù)合載體夯擴(kuò)樁應(yīng)用的條件

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁工藝的應(yīng)用，需要從地質(zhì)條件和環(huán)境條件兩方面進(jìn)行考慮，環(huán)境條件是指在沉管或者填充料的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生比較大的振動(dòng)，若果是在人口集中的地區(qū)，或者該地區(qū)有對(duì)振動(dòng)比較敏感的事物，沒(méi)有相應(yīng)的隔振措施的話，這一方法就不能使用[1]。地質(zhì)條件則是指相應(yīng)的加固土層其厚度、擠密性都要達(dá)到一定的要求，比如其土層厚度不能小于兩米，如果被加固的土層屬于軟土層，就還需要進(jìn)行相應(yīng)的沉樁試驗(yàn)，這樣的根本目的是為了確定其樁基的承載力。

三、復(fù)合載體夯擴(kuò)樁應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1、容易出現(xiàn)斷樁以及縮頸的現(xiàn)象

斷樁或者縮徑現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般是由是三種原因?qū)е碌模旱谝?，管?nèi)部的混凝土量不夠或者拔管的速度太快，這樣就會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)的混凝土得不到及時(shí)的下落，進(jìn)而將其填滿；第二，由于是在淤泥質(zhì)土、淤泥或者地下水位以下進(jìn)行的沉樁管，這種情況下，土層內(nèi)部會(huì)因?yàn)槭艿降膹?qiáng)烈的擠壓，但是其中的空氣和水得不到及時(shí)的排出，這樣就會(huì)給局部地區(qū)造成巨大的壓力，最終導(dǎo)致樁體出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象；第三，在淤泥質(zhì)土壤中，下套管由于其振動(dòng)，導(dǎo)致混凝土難以灌入，相反淤泥卻被填充進(jìn)去了，所以就造成了縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2、樁身部分地區(qū)不均勻

影響樁身部分地區(qū)不均勻的原因主要有三點(diǎn)：第一，在攪拌機(jī)械進(jìn)行預(yù)攪拌下沉的過(guò)程中，相應(yīng)的土質(zhì)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的粉碎；第二，實(shí)際的施工參數(shù)與水灰比沒(méi)有進(jìn)行合理的配制，這樣就直接導(dǎo)致了樁身局部的不均勻現(xiàn)象的產(chǎn)生；第三，由于水泥漿液長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行攪拌，因此在泵送的時(shí)候就出現(xiàn)了不均勻的現(xiàn)象，最終對(duì)樁身造成影響。

3、沉管困難

在復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的實(shí)際操作中，導(dǎo)致沉管達(dá)不到相關(guān)要求的因素主要有這么幾個(gè)方面：第一，在下沉的過(guò)程中，出現(xiàn)比較后的夾層以及混凝土塊等一些其他的阻礙物；第二，相應(yīng)的沉樁機(jī)的振動(dòng)參數(shù)設(shè)置有問(wèn)題，或者就是由于對(duì)樁錘的選擇偏大或者偏小，致使沉樁的高度不能得到有效的控制；第三，套管的剛度不夠好，因此造成在沉管的過(guò)程中，由于彈性比較大而最造成了彎曲，導(dǎo)致不能很好的進(jìn)行能量的傳遞，影響沉管的深度。

4、對(duì)三擊貫入度達(dá)不到相應(yīng)的要求

三擊貫入度到不到相應(yīng)的要求這種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在含水量比較多的土壤中，比如粉砂土、粉土等，這些土質(zhì)中填料的數(shù)量相對(duì)比較大，并且在填充到一定的程度的時(shí)候，其中的三擊貫入度就會(huì)一直保持平穩(wěn)，即使再進(jìn)行多少填料，三擊貫入度也不會(huì)改變，這樣就會(huì)造成三擊貫入度達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。

四、復(fù)合載體夯擴(kuò)樁應(yīng)用中存在問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

1、防止斷樁、縮頸現(xiàn)象出現(xiàn)的施工方案

斷樁、縮頸現(xiàn)象的出現(xiàn)可以從拔管的速度、所處的土質(zhì)環(huán)境兩個(gè)方面進(jìn)行考慮和解決。首先，如果是由于拔管的速度過(guò)快，就可以利用反插法，在拔管的過(guò)程中，每次只拔出一米，如果有局部地區(qū)縮頸現(xiàn)象出現(xiàn)，可以采用半復(fù)打法[2]。多處如果出現(xiàn)縮頸，就需要采用復(fù)打法進(jìn)行；在拔管的過(guò)程中，拔管必須保持在每分鐘一米的速度以下；由于土質(zhì)造成的斷樁、縮頸現(xiàn)象，可以在淤泥土中采用反插法或者復(fù)打法施工；而在流塑淤泥土中，則要在施工的過(guò)程前期，將混凝土撞到樁管里面，利用其自身的重量與樁身的壓力進(jìn)行抵消。從而有效的避免斷樁、縮頸問(wèn)題的出現(xiàn)。

2、確保樁身均勻的施工方案

樁身局部不均勻，如果是因?yàn)橛龅接餐猎斐傻?，可以采用沖水，幫助攪拌機(jī)順利下沉，不過(guò)在這之前需要將里面的原有的水排干凈，攪拌頭的各個(gè)參數(shù)都必須相互匹配，這樣才能達(dá)到保證樁身均勻的最終目的；另外，若是由于參數(shù)與水灰比存在問(wèn)題，就應(yīng)該在前期確定好相應(yīng)的輸漿量以及時(shí)間和具體的參數(shù)，并且根據(jù)具體設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而確保合理的配比；最后一點(diǎn)，因?yàn)樗酀{離析而造成的不均勻，可以加強(qiáng)對(duì)水泥的攪拌，直到在泵送之間再倒進(jìn)料斗。有效保證樁身均勻。

3、合理選擇施工材料以及參數(shù)，保證沉管深度

之所以產(chǎn)生沉管困難，一般情況下，有三種因素導(dǎo)致：第一，在下沉過(guò)程中，遇到硬土層，這種情況下，可以對(duì)施工范圍內(nèi)的地下土層進(jìn)行勘測(cè)，如果其中存在硬土層，就可以用鉆機(jī)將其鉆頭，有效解決沉降困難的問(wèn)題；第二，振動(dòng)參數(shù)以及樁錘的選擇錯(cuò)誤。這種情況就需要對(duì)施工地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察，然后設(shè)置合理的振動(dòng)參數(shù)，如果下沉過(guò)程中存在壓力不足，可以對(duì)其進(jìn)行配重；第三，在套管的選擇上，一定要保證其剛度，否則就會(huì)出現(xiàn)由于不能有效的輸送能量而導(dǎo)致下沉困難。

4、減少夯擊，保持土性，確保三擊貫入度的有效測(cè)量

對(duì)三擊貫入度的有效測(cè)量，一般都會(huì)存在在進(jìn)行填料的過(guò)程中，改變了原有的土體，這樣一來(lái)，局部地區(qū)的水壓就會(huì)升高，土體的強(qiáng)度就會(huì)受到影響，因此在填料的過(guò)程中，由于土體本身的已經(jīng)失去的應(yīng)有的強(qiáng)度，所以就會(huì)直接影響三擊貫入度的測(cè)量[3]。要想解決這個(gè)問(wèn)題，就要做到在填料的過(guò)程中，在前期盡量減少對(duì)土體擾動(dòng)以及夯擊，在填料進(jìn)行到一定程度的時(shí)候，在進(jìn)行夯擊，這樣就能使土性得到有效的保持，從而提高三擊貫入度的測(cè)量精確度。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，通過(guò)對(duì)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在南水北調(diào)中線磁縣段工程中的應(yīng)用的研究，不難看出，這一技術(shù)的有效實(shí)施，不僅有效的降低了地基處理方面的費(fèi)用，并且還節(jié)省了資源，但是當(dāng)前這一工藝在具體的實(shí)施中還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題一旦得到有效的解決，相信復(fù)合載體夯擴(kuò)樁工藝在水利工程中一定會(huì)更好的發(fā)揮其作用，從而推動(dòng)水利工程的不斷發(fā)展。

[1]金泰植,鄭永清,張波,董亮.復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在南水北調(diào)中線磁縣段工程中的應(yīng)用[J].水利水電工程設(shè)計(jì),2013(3):59-61.

[2]付明軍.南水北調(diào)中線工程河北省磁縣段飽和砂土液化渠基處理[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2014(12):40-43.

[3]夏海桃.復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)在水利工程中常見(jiàn)問(wèn)題及預(yù)防措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(11):108.

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