(安徽省阜陽市河道管理局 阜陽 236000)
耿樓樞紐位于沙潁河左岸安徽省太和縣稅鎮(zhèn)耿樓村,樞紐已建有節(jié)制閘和Ⅳ級船閘(以下簡稱一線船閘)。樞紐工程建筑物設(shè)計(jì)等級為2 級,節(jié)制閘設(shè)計(jì)過閘流量3910m3/s,校核流量4770m3/s。耿樓復(fù)線船閘建于一線船閘左側(cè),布置方式與現(xiàn)有的一線船閘基本一致,兩船閘縱軸線相互平行,軸線距為55.36m,設(shè)計(jì)級別為Ⅳ級,設(shè)計(jì)船舶噸級為500t 級,兼顧1000t 級船型,閘室尺度為240m×23m×4m(長×寬×門檻水深),閘室底板頂面高程▽20.5m,底板厚3.5m。復(fù)線船閘與一線船閘共用引航道,引航道寬75.0m,上下游直線段總長1223m。復(fù)線船閘上閘首及閘室段基坑右側(cè)布置Φ1.5m 和Φ1.2m的雙排鋼筋混凝土灌注樁支護(hù);下閘首段基坑右側(cè)布置Φ1.5m 的雙排鋼筋混凝土灌注樁上接扶壁式導(dǎo)航墻作支護(hù);上下閘首布置鋼圍堰與土圍堰相結(jié)合的擋水圍堰支護(hù)。船閘主體左側(cè)及上下游側(cè)與船閘主體右側(cè)采用高壓擺噴截滲墻、鋼筋混凝土地連墻連接成封閉體進(jìn)行截滲。
耿樓閘閘上正常蓄水位一般為▽31.0~32.5m,下游水位一般在▽27.5~28.5m,工程區(qū)內(nèi)地下水類型為孔隙潛水和孔隙承壓水,孔隙承壓水主要賦存于下部砂壤土、細(xì)砂層中,含水較為豐富,一般地下水位隨外河水漲落而變化,水位▽27.97~31.97m。根據(jù)地勘報(bào)告,閘址區(qū)地形平坦,地貌單一。船閘閘基大部分位于⑦層粉質(zhì)壤土、砂壤土互層下部,局部位于⑧層砂壤土頂部,這兩層土透水性較強(qiáng),在施工中可能出現(xiàn)管涌和流沙現(xiàn)象。
新建復(fù)線船閘基坑開挖較深,最深處達(dá)到19.5m,閘址原為村莊(一線船閘建時(shí)已拆除),村民打設(shè)取水井,對地層造成人為擾動,同時(shí)在一線船閘建設(shè)時(shí),在基坑周邊布設(shè)有降水井,加之閘址區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜,存在詳勘無法探明的滲流通道等原因,綜上復(fù)雜原因,上閘首基坑在開挖施工過程出現(xiàn)透水,在復(fù)線船閘上閘首右岸輔導(dǎo)航墻處與外河聯(lián)通形成滲流通道,如何選擇一個(gè)安全、有效的加固方案徹底堵住滲流通道,確?;雍罄m(xù)干地施工,將成為加固方案的首選。
對上閘首滲流通道截滲加固方案進(jìn)行比選:
方案一:在上閘首距離已實(shí)施截滲墻40cm 處新增鋼筋混凝土截滲墻一道,圍封過水通道后和上下游截滲墻形成封閉。
方案二:在上閘首滲漏通道處設(shè)置硬咬合樁成墻兩道,咬合樁連續(xù)墻兩端與現(xiàn)狀鋼筋混凝土截滲墻相咬合(硬咬合),將截滲墻體連接為整體。
方案選擇:方案一中新增截滲墻距原截滲墻僅40cm,施工時(shí)容易造成塌孔,無法保證再次成墻的質(zhì)量,同時(shí)新增截滲墻施工需穿越連排樁并沖擊鉆除灌注樁,施工難度較大,采用方案二咬合樁方案,很好地解決了已建截滲墻與灌注樁之間、新建截滲墻與已建截滲墻的節(jié)點(diǎn)連接問題,保證了防滲措施的完整性,綜合考慮基坑截滲加固采用方案二。
原截滲墻在上閘首出現(xiàn)管涌處彎折較多,本次考慮裁彎取直,在管涌通道上游臨水側(cè)另行構(gòu)建一段截滲墻,對基坑形成兩道防滲保護(hù)。
3.1.1 上閘首截滲加固工程布置
墻體采用硬咬合樁成墻技術(shù),墻體總長約25.0m,大致呈西北—東南走向,兩端與已建截滲墻采用硬咬合樁連接,咬合樁直徑1.5m,分為A 樁(超緩凝素混凝土樁C30)和B 樁(鋼筋混凝土樁C30),樁間咬合搭接長度0.3m,咬合成墻后最小厚度0.9m,墻底高程4.0m,墻頂高程34.50m。新增截滲墻平面布置見圖1。
3.1.2 咬合樁截滲墻施工技術(shù)
咬合樁截滲墻采用全套管全回轉(zhuǎn)工藝,它是一種新型、環(huán)保、高效的鉆進(jìn)技術(shù),近年來在城市地鐵、深基坑圍護(hù)咬合樁、廢樁(地下障礙)的清理,高鐵、道橋、城建樁的施工,以及水庫水壩的加固等項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了在卵、漂石地層、含溶洞地層、厚流沙地層、強(qiáng)縮頸地層、各類樁基礎(chǔ)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等障礙還沒有清除的情況下就可以開展灌注樁、置換樁、地下連續(xù)墻的施工和頂管、盾構(gòu)隧道無障礙穿越各類樁基礎(chǔ)的可能。
咬合樁先施工A 樁(超緩凝素混凝土樁),后施工B 樁(鋼筋混凝土樁),其工藝流程是:A1→A2→B1→A3→B2……An→Bn-1。
單樁施工流程:樁位放樣→套管樁基就位→吊裝套管→回旋鉆取土、套管磨進(jìn)→清孔→吊放鋼筋籠(如有)→放入混凝土灌注導(dǎo)管→ 灌注混凝土→鉆機(jī)移位。施工流程如圖2 所示。
(1)墻體總長約25.0m,共布置咬合樁20 根,A 樁7 根,B 樁13 根(其中硬咬合樁4 根)。先施工A 樁,每完成相鄰兩根A 樁,初凝后再施工B 樁,最后再進(jìn)行4 根硬咬合樁施工。
圖1 新增截滲墻平面布置圖
(2)超緩凝混凝土的配制
初凝時(shí)間:咬合樁施工時(shí)要求超緩凝混凝土具有足夠長的初凝時(shí)間,確保在B 樁施工時(shí)A 樁尚未初凝,以達(dá)到A 樁與B 樁相互咬合實(shí)現(xiàn)無縫連接。根據(jù)施工順序和單樁成樁時(shí)間,初擬超緩凝混凝土設(shè)計(jì)初凝時(shí)間為48h。
坍落度:根據(jù)施工工藝要求,超緩凝混凝土的坍落度澆筑時(shí)一般控制在16~18cm。
早期強(qiáng)度:超緩凝混凝土的3d 強(qiáng)度值不宜大于3MPa,其目的為:在施工過程中如遇到意外情況造成時(shí)間拖延,導(dǎo)致在A 樁混凝土終凝后才能施工B樁,此時(shí)由于混凝土早期強(qiáng)度不高,使A 樁咬合部分的混凝土處理起來比較方便。
(1)孔口定位誤差≤10mm;
(2)樁的垂直度偏差≤2‰;
(3)沉渣厚度≤50mm。
(1)鉆機(jī)就位:待平臺有足夠的強(qiáng)度后,將全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)底座吊至平臺上,進(jìn)行樁中心定位;然后將鉆機(jī)吊裝就位,并調(diào)至水平。
(2)取土成孔:先壓入第一節(jié)套管,校正套管垂直度后,磨樁下壓套管,套管壓入深度約3.0m 時(shí)用抓斗從套管內(nèi)取土,一邊抓土,一邊下壓套管;保持套管底超前與開挖面的深度不小于2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中后檢測垂直度,如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整,如合格則安裝第二節(jié)套管下壓取土,直到設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高。B 樁施工時(shí),當(dāng)鉆孔深度超過A 樁底時(shí),保證套管超前開挖面深度不小于0.5m。
圖2 咬合樁施工流程圖
(3)鋼筋籠吊裝:終孔后利用履帶吊下吊鋼筋籠,鋼筋籠主筋允許偏差±10mm,箍筋間距允許偏差±20mm,鋼筋籠長度允許偏差±100mm,保護(hù)層厚度50mm。
(4)導(dǎo)管安裝:導(dǎo)管壁厚≥3mm,直徑200~250mm;使用前應(yīng)進(jìn)行試拼裝、試壓。
(5)混凝土:采用水下混凝土灌注法澆注混凝土,宜摻外加劑。A 樁身采用C30 緩凝型混凝土,B 樁身采用C30 商品水下混凝土?;炷梁奥?0%~50%,選用中粗砂,粗骨料最大粒徑小于40mm。
(6)混凝土灌注:開始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部距孔底0.3~0.5m。導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不小于0.8m;導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為4~6m。
(7)鉆機(jī)移位:樁機(jī)液壓裝置收起,在履帶吊配合下移位。
成墻28d 后或樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%,沿防滲墻軸線進(jìn)行鉆孔取芯檢測,檢測3 根樁,位置現(xiàn)場確定;每根樁布置1 個(gè)孔,每孔截取芯樣不少于4 組。取芯樣做室內(nèi)試驗(yàn)檢測抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等物理力學(xué)性能指標(biāo)。鉆孔取芯其他要求按照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106-2014)執(zhí)行。
本次設(shè)計(jì)選用咬合樁成墻方案,施工工藝成熟,施工效果可靠,在多地深基坑加固中被成功應(yīng)用。采用咬合樁方案,很好地解決了已建截滲墻與灌注樁之間、新建截滲墻與已建截滲墻的節(jié)點(diǎn)連接問題,保證了防滲措施的完整性,上閘首兩道防滲墻確?;拥臐B流安全,為后期基坑干地施工創(chuàng)造了條件。通過鉆孔取芯檢測及實(shí)際施工驗(yàn)證,咬合樁施工方案是完全可行的,也是解決此復(fù)雜基坑防滲問題的最有效方案■