沿海地區(qū)水閘基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

【關(guān)鍵詞】水閘；基礎(chǔ)工程；開挖控制；水泥攪拌樁 

　　近年來，我省的水利工程建設(shè)步伐不斷加快，水利工程數(shù)量日益增加。水閘是一種利用閘門攔截水利、控制流量和調(diào)節(jié)水位的水工建筑物，其基礎(chǔ)工程施工作為水利工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)發(fā)揮水利工程的功能具有重要作用。但是，在遠(yuǎn)海地區(qū)等特殊地質(zhì)條件的地方修建水工建筑物，其地基開挖方法和施工工藝的確定是至關(guān)重要的，同時(shí)沿海地區(qū)的水閘基礎(chǔ)基本為淤泥土構(gòu)成，基坑邊坡土體含水量大，基本為淤泥，基坑開挖及施工過程中，容易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，造成整體邊坡下滑的現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下可能影響到水利工程的整體質(zhì)量。因此，確保水閘基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量是關(guān)鍵。 

　　1　工程概述 

　　某水閘設(shè)計(jì)流量478.0m3/s，閘孔數(shù)為6孔，孔口凈寬為9.87m，具有防洪擋潮、排澇排山洪。 

　　水閘基礎(chǔ)開挖工程主要施工項(xiàng)目有：水閘基坑開挖、中粗砂回填、粉噴樁施工及樁基區(qū)域粘性土換填、塑料排水板施工等。 

　　水閘堤段堤內(nèi)原始地面高程為-1.80m～1.50m，溝渠底高程一般為-1.50m～-1.80m。 

　　閘址區(qū)淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度低，具有高壓縮性，允許承載力低，因此存在沉降變形、抗滑穩(wěn)定等問題。

　　項(xiàng)目施工程序 

　　2　地基開挖施工 

　　該水閘需進(jìn)行開挖的施工項(xiàng)目有水閘基坑開挖、老堤拆除和新建堤基開挖。各開挖工作均在地形復(fù)測(cè)后進(jìn)行。開挖分為水上開挖和水下開挖。其中涵閘水上部分開挖、舊堤拆除等為水上開挖，新建堤基礎(chǔ)面清理、圍堰形成前水閘處淤泥清理開挖為水下開挖。 

　　3　基礎(chǔ)工程施工 

　　本水閘工程基礎(chǔ)處理項(xiàng)目為：水泥粉噴樁施工、塑料排水板插打、粘性土換填等。水泥粉噴樁主要分布在水閘底板下部，用于水閘基礎(chǔ)處理；塑料排水板用于堤身單薄、堤身填土較厚的堤段和涵閘內(nèi)外消力池及翼墻側(cè)土方回填基礎(chǔ)處，有利于基礎(chǔ)深層水的排出和基礎(chǔ)土層的固結(jié)；粘性土換填主要分布在水閘底板下部。 

　　3.1水泥粉噴樁施工 

　　水泥粉噴樁是水閘基礎(chǔ)成為復(fù)合地基的主體項(xiàng)目，待水閘基礎(chǔ)初步開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，回填中粗砂形成樁機(jī)施工平臺(tái)后，再開始粉噴樁施工。 

　　3.1.1技術(shù)要求 

　　樁徑φ500mm，水泥采用3215R旋窯水泥，現(xiàn)根據(jù)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及施工單位四方確認(rèn)，采用3215R普通硅酸鹽水泥。28天樁體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于110MPa。28天、14天、7天的水泥土拉壓強(qiáng)度控制如下： 

　　式中，fcu90、fcu28、fcu14、fcu7分別為90、28、14、7天齡期的水泥土抗壓強(qiáng)度。樁體水泥含量均勻，由抽芯取樣確定其均勻性，樁體上部噴粉量不得小于下部噴粉量。 

　　3.1.2粉噴樁施工工藝 

　�。�1）施工順序。場(chǎng)地及中粗砂平整→測(cè)量放樣→鉆機(jī)定位→鉆桿下沉鉆進(jìn)→上提噴粉強(qiáng)制攪拌→復(fù)拌→提桿出孔→鉆機(jī)移位。 

　　（2）攪拌工藝。攪拌工藝為二噴四攪+1/3樁長(zhǎng)復(fù)攪，即：預(yù)攪下沉→噴粉攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)噴粉攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉至1/3樁長(zhǎng)→重復(fù)攪拌提升至孔口。最后一次提升攪拌宜采用慢速提升。具體施工工藝通過試驗(yàn)樁確定。 

　�。�3）各工序施工要點(diǎn) 

　�、賵�(chǎng)地及中粗砂平整。清除地下、地上障礙物，特別是塊石、樹根，以免鉆機(jī)無法鉆進(jìn)，場(chǎng)地平整后即進(jìn)行鉆機(jī)施工平臺(tái)中粗砂的填筑和整平，高程應(yīng)高于樁頂高程30cm～50cm，以保證樁頂噴粉時(shí)不外噴。 

　�、跍y(cè)量放樣。準(zhǔn)確樁機(jī)施工平臺(tái)高程，以確保設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，孔位要準(zhǔn)確，已放樣的孔位用小木樁標(biāo)識(shí)，因施工破壞的樁位標(biāo)識(shí)要及時(shí)補(bǔ)測(cè)。 

　　③鉆機(jī)就位、對(duì)中、調(diào)垂、攪拌頭中心對(duì)正孔位標(biāo)識(shí)、調(diào)整鉆機(jī)機(jī)盤水平，最后調(diào)整鉆桿垂直度。 

　�、茴A(yù)攪。啟動(dòng)鉆機(jī)，待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常，接近地面時(shí)開始送氣鉆進(jìn)，至樁底滯時(shí)2min～5min，以保證噴粉到達(dá)樁底；孔深在鉆桿上做標(biāo)識(shí)確定。 

　　⑤噴粉攪拌提升。單位時(shí)間噴粉量、提升、攪拌速度由試樁提供的參數(shù)確定。 

　�、�1/3　樁長(zhǎng)復(fù)打。當(dāng)重復(fù)攪拌下沉，提升噴粉、攪拌后，再下沉至復(fù)打部位，慢速攪拌提升至孔口。 

　�、哂蟹罎B要求的咬合樁體，相鄰二樁施工間隔時(shí)間應(yīng)不大于24h，若間隔時(shí)間過長(zhǎng)應(yīng)補(bǔ)樁，相鄰二樁重疊厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。 

　　3.2攪拌樁樁頭開挖、粘性土換填及反濾層施工 

　　攪拌樁施工完畢一定時(shí)間后，粉噴樁整體強(qiáng)度通過抽芯檢測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行攪拌樁樁間土開挖。開挖深度為設(shè)計(jì)樁頂高程下降50cm，而后將上部50cm長(zhǎng)度的樁頭鑿除，再進(jìn)行粘性土換填施工。 

　　粘性土換填采用分層人工攤鋪、人工配合蛙式夯機(jī)夯實(shí)的填筑方法，分層填筑厚度不宜大于20cm，粘性土的干密度不小于1.5t/m3，壓實(shí)度不小于0.92。 

　　消力池底板下部反濾層施工。施工前應(yīng)做好場(chǎng)地的排水、設(shè)好樣樁、備足反濾料，不同粒徑的碎石的級(jí)配需滿足設(shè)計(jì)要求；施工時(shí)要保證由底部向上按設(shè)計(jì)要求逐層鋪設(shè)，層次清楚，互不混雜。反濾層鋪設(shè)完畢后，及時(shí)進(jìn)行上部混凝土底板的澆筑施工。 

　　3.3塑料排水板施工 

　　塑料排水板插打分布在內(nèi)港消力池?fù)跬翂εc內(nèi)港翼墻側(cè)、外海消力池?fù)跬翂εc外海翼墻內(nèi)側(cè)、引堤連接段、閘管所區(qū)域以及堤內(nèi)平臺(tái)的局部區(qū)域等。塑料排水板在基礎(chǔ)面挖、填至設(shè)計(jì)標(biāo)高填筑砂墊層后開始施工。 

　　3.3.1技術(shù)要求 

　　（1）塑料排水板型號(hào)采用100m×4.0mm（寬×厚），芯板應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度和垂直排水能力，其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于130N/cm。當(dāng)周圍土體壓力在15m深度范圍內(nèi)不大于250kN/m2或在大于15m深度范圍內(nèi)不大于350kN/m2的條件下，其排水能力應(yīng)不低于30cm3/m。 

　�。�2）芯板應(yīng)具有耐腐性和足夠的柔性，保證塑料板在地下的耐久性，并在土體固結(jié)變形時(shí)不會(huì)折斷或破裂。 

　�。�3）濾套一般由無紡織物制成，應(yīng)具有一定的隔離土顆粒和滲透功能，應(yīng)等效于01025mm孔隙，其最小自由透水表面積宜為1500cm2/m，滲透系數(shù)不應(yīng)小于5×10-3cm/s。 

　�。�4）塑料排水板的主要施工機(jī)具為插板機(jī)，國(guó)內(nèi)目前有挖掘機(jī)改裝的插板機(jī)、履帶式插板機(jī)及門式軌道插板機(jī)等一些種類，性能不一，具體選擇應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，從機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工效、適用度等方面通過試驗(yàn)來確定。 

　　3.3.2塑料排水板插打工藝 

　�。�1）施工工藝流程。平整場(chǎng)地、挖排水溝→鋪設(shè)下層砂墊層穩(wěn)壓→測(cè)量定孔位→機(jī)具就位→排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷排水板→檢查施工記錄等情況→機(jī)具移位→攤鋪上層砂墊層。 

　�。�2）關(guān)鍵工序控制。①塑料排水板施工前，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行清表、整平和初步碾壓，做好土拱坡，鋪設(shè)好砂墊層，根據(jù)地形要挖好排水溝，以利排水；②放樣時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)情況準(zhǔn)確定位，并在每個(gè)孔位都插好標(biāo)記，做到明顯且不宜被損壞為宜；③定位要準(zhǔn)確；④將塑料排水板端部穿過預(yù)制靴頭固定架，對(duì)折帶子長(zhǎng)約10cm，固定聯(lián)結(jié)。一般預(yù)制靴頭可采用鐵質(zhì)或混凝土靴頭。將靴頭套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉過程中能阻止泥砂進(jìn)入套管。