振孔高壓旋噴鋼管樁首次在溧陽抽水蓄能電站土壩基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

【摘要】本文通過江蘇溧陽抽水蓄能電站下水庫土壩基礎(chǔ)處理施工，詳盡地介紹了振孔高壓旋噴鋼管樁施工方法的全過程及關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)。檢測表明，振孔高壓旋噴鋼管樁施工質(zhì)量優(yōu)良，各項(xiàng)性能均滿足設(shè)計要求，是一種可行且可靠的技術(shù)創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】振孔高壓旋噴鋼管樁；土壩；基礎(chǔ)處理

1、工程簡介

1.1 工程概況

江蘇溧陽抽水蓄能電站樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及下水庫等4部分組成，電站安裝6臺單機(jī)容量250MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總?cè)萘?500MW。

下水庫均質(zhì)土壩局部有淤泥沉積層，為了均質(zhì)土壩的安全穩(wěn)定，在下水庫開挖前，在均質(zhì)土壩增設(shè)了抗滑樁，抗滑樁施工區(qū)域?yàn)閴?+027.769～壩0+340.577，抗滑樁采用高壓旋噴鋼管樁形式，即在高壓旋噴樁體中心布設(shè)一根φ114×5mm鋼管。高壓旋噴鋼管樁孔、排距均為2m，呈梅花形布置，共布置4排，第一排設(shè)置在壩上0+18.0m處，第四排設(shè)置在壩上0+24.0m處。

1.2 工程地質(zhì)

下水庫一帶地形平緩，下水庫壩基地層自上而下主要的地層分別為：黃色粉質(zhì)粘土，層厚2～4.6m；黑色淤泥質(zhì)土，含少量碎塊石或礫石，層厚1～1.7m；砂卵礫石，直徑大多小于5cm，層厚2.2～5.5m；基巖主要為凝灰?guī)r，工程性質(zhì)好。

2、設(shè)計參數(shù)及施工方案

2.1 主要設(shè)計參數(shù)

（1）樁體有效直徑不小于1.0m；

（2）高壓旋噴灌漿完畢后，需根據(jù)不同的土層取芯做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其強(qiáng)度指標(biāo)≥1.8MPa。

（3） 鋼管： Q235焊接鋼管，φ110×5mm。

2.2 施工方案

根據(jù)本工程地質(zhì)條件及前期勘探資料分析，并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，擬定先采用振孔高壓旋噴灌漿在土體里形成樁體后，再利用振孔高噴機(jī)的振管將鋼管沉入樁體內(nèi)，形成高壓旋噴鋼管樁。

3、施工組織

3.1 人員組織

管理人員4人，熟練工20人，普工及其它人員10人。

3.2 施工材料

選用的主材為安徽海螺P.O42.5水泥與Φ114×5mm的普通碳素鋼Q235焊接鋼管。

3.3 施工場地平整

由于振孔高壓旋噴機(jī)體積大，立軸較高，為了避免因施工場地產(chǎn)生不平或不均勻沉降導(dǎo)致設(shè)備的傾覆，要求對寬15m長313m 的區(qū)域作施工平臺，平臺必須平整、堅實(shí)，地面起伏差小于10cm。

4、振孔高壓旋噴鋼管樁施工

4.1 生產(chǎn)性試驗(yàn)施工

4.1.1 試驗(yàn)區(qū)布置

生產(chǎn)性試驗(yàn)區(qū)布置在壩0+200.407～壩0+240.577m，第一排鋼管樁設(shè)置在壩上0+18.0m處，第二排鋼管樁布置在壩上0+020.0m處，第三排鋼管樁布置在壩上0+022.0m處，第四排鋼管樁設(shè)置在壩上0+24.0m處。

4.1.2 生產(chǎn)性試驗(yàn)質(zhì)量檢查成果

（1）樁體開挖：共開挖揭露的3根樁體的有效樁徑為1.1～1.3m，表觀效果較好。

（2）樁體取樣：在已開挖的樁體中的粘土層與淤泥質(zhì)層中分別取樣，送業(yè)主中心試驗(yàn)室做單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，芯樣28天齡期的抗壓強(qiáng)度全大于1.8MPa，滿足設(shè)計強(qiáng)度要求。

4.1.3 施工技術(shù)參數(shù)確定

經(jīng)試驗(yàn)區(qū)樁體開挖和取芯檢測，其樁體有效直徑和取樣抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計要求，則其它施工區(qū)域按試驗(yàn)區(qū)的施工工藝及施工參數(shù)進(jìn)行施工。

4.2 施工工藝流程

（1）施工準(zhǔn)備：人員、設(shè)備和材料等準(zhǔn)備，設(shè)備檢修正常。

（2）平整場地：高壓旋噴施工平臺做到平整、堅實(shí)，不產(chǎn)生過大的不均勻沉陷，地面起伏差小于10cm。

（3）孔位放樣：由測量人員根據(jù)施工圖紙進(jìn)行放樣，做好標(biāo)記和編號；孔距與排距各為2.0m。施工中操作人員準(zhǔn)確定位，定位誤差≤5cm。

（4）振孔高壓旋噴機(jī)移機(jī)就位：確定孔位后，將振孔高壓旋噴機(jī)移至樁位軸線上，噴管鉆頭對準(zhǔn)孔位。

（5）調(diào)整垂度：通過調(diào)整液壓腿高度達(dá)到調(diào)整噴管垂直度，使高壓旋噴機(jī)塔桿垂直儀吊錘對準(zhǔn)刻度盤規(guī)定范圍，保持振沖器、噴桿及鉆頭鉛垂于地面；經(jīng)檢查滿足要求后，穩(wěn)定振孔高壓旋噴機(jī)。

（6）地面試噴：制漿機(jī)按設(shè)計要求水灰比制漿，待蓄漿桶達(dá)到一定量時，啟動高壓灌漿泵和空壓機(jī)，按設(shè)計漿壓和風(fēng)壓給振孔高壓旋噴機(jī)送漿和壓縮空氣，并觀察噴嘴噴射的狀況，確認(rèn)漿路、氣路及噴嘴正常。

（7）振動成孔：啟動振沖器振沖造孔，造孔時向孔內(nèi)輸送低壓水泥漿和壓縮空氣，保護(hù)噴嘴暢通和潤滑孔壁，減少孔壁阻力。成孔達(dá)到設(shè)計要求即終孔。

（8）噴漿成樁：加大漿壓、風(fēng)壓，達(dá)到施工參數(shù)要求后，開始旋轉(zhuǎn)提升噴桿，噴射水泥漿成樁。

（9）提出噴管：噴漿成樁至設(shè)計高程后，旋噴結(jié)束。

（10）鋼管加工：現(xiàn)場所用鋼管的規(guī)格為φ114、長6m的鋼管，鉆孔的深度大于6m，故采用綁焊接的方式，先將兩段鋼管中心對中之后點(diǎn)焊，再在周邊均勻布置四根Φ25圓鋼筋（每根長0.5m）與上下鋼管焊接。

（11）沉入鋼管：成樁后利用原來的噴漿系統(tǒng)，在樁體內(nèi)再振動成孔，成孔后提出振桿，待下鋼管。

5、質(zhì)量檢查

每個單元抽檢的鋼管樁都進(jìn)行了開挖檢查，所有開挖檢查的鋼管樁樁體的有效樁徑都大于1m，滿足設(shè)計要求。

6、結(jié)語

經(jīng)過本工程的實(shí)踐表明，振孔高壓旋噴鋼管樁是一項(xiàng)技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計方案。其中振孔高壓旋噴灌漿施工技術(shù)性較強(qiáng)，針對不同的地質(zhì)條件一定要進(jìn)行合理的參數(shù)設(shè)置與試驗(yàn)，選擇最優(yōu)的施工參數(shù)。首次創(chuàng)新地在振孔高壓旋噴灌漿施工形成樁體后，在樁體內(nèi)再利用振孔高噴機(jī)沉入鋼管，施工簡單，質(zhì)量可靠，且效率快。