孫時鵬 (安徽省鳳凰頸排灌站管理處,安徽 無為 238300)
新建黃灣閘是結(jié)合河道過水斷面的擴大和兆河溝通的有利條件,在引江濟巢期間,增加引江有效水量和巢湖水體交換的規(guī)模。本工程閘室、上閘首、兩側(cè)空箱翼墻段采用釘型水泥土雙向攪拌樁處理,下部樁徑0.6m,上部擴大頭樁徑1.2m,長3~5m,共布置1410根樁,樁距1.8m,樁長13~21m。由于工程項目的復雜性,在施工工藝方案確定中,采用了水泥粉噴樁技術(shù),對于該種技術(shù)而言,主要是作用在水泥土樁之上,將水泥作為固化劑,并通過深層攪拌機的攪拌,將水泥與原位軟件進行強制攪拌、壓縮,以保證閘基礎(chǔ)處理的穩(wěn)定性,提高工程項目施工的整體質(zhì)量。
黃灣閘位于西河河道,樁號為46+400m。該閘由閘室(含通航孔)、兩岸連接建筑物、防滲排水設(shè)施、消能防沖設(shè)施等建筑物組成。設(shè)計洪水標準20年一遇,設(shè)計排澇流量450m3/s,校核洪水標準50年一遇,校核排澇流量500 m3/s。黃灣閘采用開敞式水閘型式,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),水閘底檻高程為4.5m(吳淞),共5孔,中孔布置通航孔,凈寬12m,每側(cè)各布置2孔非通航孔,單孔凈寬9m,閘室總凈寬48m,閘室總寬度(含空箱岸墻)為80.4m。閘上公路橋按公路Ⅱ級標準設(shè)計,橋面高程16.3m(吳淞),總寬9.0m,凈寬8m。工程樁基所用材料:水泥采用42.5級,滲入量16%。單樁承載力特征值為325kN,復合地基承載力為150kPa,施工規(guī)范是《釘型水泥雙向攪拌樁復合地基技術(shù)規(guī)程》(蘇JG//TD24-2007),釘型水泥土雙向攪拌樁進入粉細砂層不小于1.0m,樁頂設(shè)30cm厚水泥土墊層(摻12%42.5級水泥),壓實度不小于0.96[1]。
結(jié)合工程項目施工特點,對閘地質(zhì)的特征進行分析,第一,根據(jù)安徽省水利水電勘測設(shè)計院對本工程的勘測報告,本工程地層巖性及其空間分布比較穩(wěn)定,同時也沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的不良現(xiàn)象,屬穩(wěn)定場地。但由于淺層地基土以淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土為主,強度較低,且該層下部多為透水性較大的粉細砂、沙壤土,地質(zhì)條件較差。第二,黃灣閘底板坐落于淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土中,閘基于該層土厚5.3~9.7m,該層承載力約為65kPa,強度偏低,壓縮性高。第三,岸墻,翼墻底板坐落于中、重粉質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土中,該層承載力約為100kPa,強度稍低,軟可塑狀,中等壓縮性,其下臥層為淤泥質(zhì)中、重粉質(zhì)壤土,為軟弱下臥層。滲透試驗成果分析,該層土具水平層理,水平向透水性較大,為中等透水性。第四,下層為粉細砂層,強度較高,平均標準貫入擊數(shù)為20.1擊,其承載力約為170kPa,屬低壓縮性土,該層土在場區(qū)內(nèi)分布較為穩(wěn)定,可作為樁端持力層。
在水泥粉噴樁施工中,應(yīng)該禁止使用非定型產(chǎn)品以及自行改裝的設(shè)備,相關(guān)人員對粉噴樁的設(shè)備進行嚴格檢測,結(jié)合工程項目設(shè)計標準以及施工辦法,進行設(shè)備準備工作的完善,通常狀況下,在施工設(shè)備準備工作中,其內(nèi)容包括:第一,對于進場設(shè)備,應(yīng)該具有良好的顯示功能,對鉆桿鉆進過程中的電流變化、電壓變化以及水泥噴入量進行記錄。第二,進行施工設(shè)備的檢查。每臺樁基都需要進行科學配置,記錄器上的操作按鈕不能用于設(shè)定操作時間以及操作深度,以避免出現(xiàn)偽造施工記錄的現(xiàn)象。第三,在樁基上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表以及電流表使用時,需要經(jīng)過標定,不符合規(guī)定的設(shè)備需要及時更換[2]。
結(jié)合黃灣閘工程項目的特點,在原材料檢測中,水泥粉噴樁通常會選用325或是425的普通硅酸鹽水泥,而且,施工中應(yīng)該對水泥的品種以及標號進行設(shè)計,以充分滿足施工工藝的質(zhì)量控制需求。承包人員應(yīng)該與監(jiān)理方進行購進水泥的質(zhì)量檢測,不能采用產(chǎn)量小以及質(zhì)量控制不穩(wěn)定的水泥廠。通常狀況下,入罐的水泥需要經(jīng)過篩選,粒徑不能超過5mm,而且不能含有塑料布、垃圾等。并在監(jiān)理抽樣檢查之后確定水泥材料的質(zhì)量,充分保障施工材料使用的基本標準[3]。
通過對水泥粉噴樁加工工藝的分析,在軟土工程質(zhì)量提升中,施工人員需要嚴格按照設(shè)計要求進行布點定位,所以,需要保證施工場地的平整性,及時清除施工中所遇到的障礙物。相關(guān)的施工人員以及監(jiān)理人員應(yīng)該對工程導線點的水準點進行多期復測,并在滿足施工標準之后進行施工,同時,在測量放樣的過程中,施工單位也應(yīng)該按照要求進行定位偏差控制,詳細填寫放樣單,提高工程施工的穩(wěn)定性。
在黃灣閘制閘基礎(chǔ)項目施工中,施工之前應(yīng)該對工藝試樁進行分析,通過不同地質(zhì)特點施工工藝的確定,避免盲目現(xiàn)象的發(fā)生。通常狀況下,在施工前進行試樁時應(yīng)該做到:第一,確定穿過軟土層的實際深度。第二,結(jié)合軟土阻力的特點,確定鉆進以及提升的速度,在工程項目施工中,對于含水率相對較大的軟土,應(yīng)該逐漸提高流速,對于砂層或是粗砂層,其流速需要快于淤泥層,而且風量小于淤泥層。第三,在全面施工之前,應(yīng)該進行工藝試樁,結(jié)合工程項目施工的基本需求,提升速度,以保證工程項目施工的安全性、穩(wěn)定性[4]。
施工結(jié)束之后,應(yīng)該對施工質(zhì)量進行檢測。第一,對成樁7d的粉噴樁進行測試。在檢測中,需要檢查外觀是否圓順、攪拌均勻性以及成樁直徑等項目。并通過樁身以及樁周圍不同深度靜力觸探實驗的分析,對原地基觸探結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析,以便直觀的反映出樁身的軟基強度。在該項檢測中,樁的傾斜度允許偏差為1%,樁位允許偏差為±20mm。第二,對成樁28d的水泥粉噴樁進行檢測。28d的水泥粉噴樁需要按照1%的頻率鉆心取樣,取芯的長度在持力層下50cm的位置,取芯之后或發(fā)現(xiàn)問題需要及時處理,以提高施工質(zhì)量檢測的標準。在孔位檢測中,應(yīng)該避開噴灰盲區(qū),一般需要距離樁中心1/4的位置,在鉆進取芯中,鉆桿應(yīng)該保持在規(guī)定的垂直狀態(tài),避免出現(xiàn)對水泥試樣的擾動,以保證檢測的穩(wěn)定性。而且,在水泥粉噴樁施工結(jié)束之后,養(yǎng)護期需要大于28d,養(yǎng)護時進行單樁靜載試驗和復合地基荷載試驗,不合格要進行補樁,質(zhì)量檢查合格之后才可以進行之后施工[5]。
總而言之,應(yīng)用水泥粉噴樁在黃灣節(jié)制閘基礎(chǔ)處理的過程中,為了提高工程項目施工的穩(wěn)定性,應(yīng)該將質(zhì)量工藝控制以及質(zhì)量監(jiān)測方案的分析進行確定,通過工程項目施工標準的完善,提高工程項目施工的穩(wěn)定性,以滿足工程施工的基本需求,為工程施工行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供支持。