淺談深水庫區(qū)傾斜巖面上樁基施工技術(shù)

彭競鋒

摘要：本文結(jié)合某深水庫區(qū)碼頭水工結(jié)構(gòu)施工實(shí)際特點(diǎn)，介紹了水上施工平臺、灌注樁樁基的施工技術(shù)要點(diǎn)，為其他同類型碼頭施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：傾斜巖面;平臺;樁基;施工技術(shù)

工程背景

某深水庫區(qū)碼頭工程岸坡地形北高南低，沿山脊直至水下，岸坡坡度一般25°～ 45°向上延伸至山頂;其中1號碼頭水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用垂岸斜坡道碼頭方案，為高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)，共4榀排架，排架間距為10.5m，每榀排架布置2根灌注樁，均為直樁，其中②號排架為Φ1600mm灌注樁，③號至⑤號排架為Φ1200mm灌注樁。

施工難點(diǎn)

1、因庫區(qū)大壩的建立導(dǎo)致庫區(qū)上下游通航受限，通往施工場地的陸上道路有2條隧道，導(dǎo)致大型機(jī)械與打樁船舶不能進(jìn)入施工現(xiàn)場，需搭設(shè)輔助施工平臺進(jìn)行樁基作業(yè)。

2、1號碼頭樁基位于中風(fēng)化石灰?guī)r傾斜巖面上，巖石強(qiáng)度高且?guī)r面傾斜度約為30°，影響護(hù)筒垂直施沉，沖孔過程容易出現(xiàn)偏孔情況，灌注樁施工難度大。

輔助施工平臺選擇

目前國內(nèi)水下樁基施工常用的平臺主要有雙壁鋼圍堰平臺、鋼平臺以及浮式平臺3種形式。3種平臺各有其工程特點(diǎn)及適用性，水下施工條件下均可選擇使用。

1、雙壁鋼圍堰平臺

鋼套箱圍堰堅(jiān)固，整體性好，剛度較大，抗沖刷、抗撞擊能力很強(qiáng)。如果利用鋼套箱圍堰，在施工過程中能有效地抵御江水沖擊和過往船只的影響。但由于此工程設(shè)計(jì)為高樁碼頭，如果采用鋼套箱圍堰，必須在圍堰頂搭設(shè)樁孔作業(yè)平臺，因此鋼用量較大，經(jīng)濟(jì)性較差。加上設(shè)備受限，吊運(yùn)能力受限，平臺施工速度慢，占用關(guān)鍵線路施工時(shí)間長，工期無法滿足要求，一次投入資金數(shù)量大，雖后期可回收部分鋼材，但施工中資金占用大。

2、浮式平臺

浮式平臺即用船體、標(biāo)準(zhǔn)舟節(jié)、浮箱或木排等浮體拼裝成的浮動(dòng)工作平臺，浮動(dòng)的工作平臺就位后錨定，插打鋼護(hù)筒，在平臺上安放樁機(jī)進(jìn)行沖孔樁施工。由于浮體是用單個(gè)浮箱拼接而成，受庫區(qū)水深影響，平臺拉錨固定難度大，浮箱抵抗平臺不均勻荷載的能力較差，作業(yè)平臺上的龍門起吊設(shè)備移動(dòng)過程中整體穩(wěn)定性差，另根據(jù)水文資料，隔河巖庫區(qū)水位落差大，如果遇到水位迅猛升高，平臺安全會(huì)受到嚴(yán)重威脅。

3、鋼平臺

鋼平臺即用鋼管樁作為作業(yè)平臺基礎(chǔ)，將鋼平臺連成整體，既保證整體性，又方便施工及材料運(yùn)輸，鋼平臺搭設(shè)過程中，鋼材用料較鋼圍堰少，施工工期短，施工鋼材吊運(yùn)方便靈活，對起吊能力要求不高，鋼平臺搭設(shè)形成整體后，穩(wěn)定性較好。

針對庫區(qū)深水高樁碼頭施工，坡陡水深，交通運(yùn)輸受限等實(shí)際情況，鋼圍堰需有大型吊裝機(jī)械設(shè)備，浮式平臺難于錨固定位，無法保證平臺穩(wěn)定;綜合考慮安全、成本、工期等多方面因素，經(jīng)過認(rèn)真比對探討，排除了鋼圍堰平臺和浮式平臺施工方案，樁基施工決定采取在江面上搭設(shè)水上施工鋼平臺方案。

鋼平臺采用φ426mm*8mm*12m螺旋鋼管做支承，Ⅰ36工字鋼作為主梁，[20槽鋼作為分配梁，[16槽鋼作為加固支撐，面層鋪設(shè)6m*1.5m*6mm鋼板;在臨近水面處設(shè)置[16槽鋼水平橫撐，同時(shí)在灌注樁樁位周圍加設(shè)[16槽鋼剪刀撐，主梁焊接在螺旋管上，分配梁與主梁成90°角焊接，焊接間距為40cm。

螺旋管采用高頻液壓振動(dòng)錘從靠岸側(cè)由近至遠(yuǎn)逐排沉入向江中延伸，每排螺旋管沉入至巖層面后，及時(shí)進(jìn)行焊接，待連接系全部焊接牢固后，鋪設(shè)鋼平臺面板，使整個(gè)鋼平臺連接成一個(gè)整體，形成樁基沖孔作業(yè)平臺，平臺四周焊接防護(hù)欄桿，欄桿高度1.2m。（鋼平臺搭設(shè)如圖）。

1、鋼護(hù)筒埋設(shè)

由于樁基巖面傾斜約30°，鋼護(hù)筒無法直接穩(wěn)立于巖面上，難與巖面緊密接觸，使得鋼護(hù)筒內(nèi)外聯(lián)通，孔內(nèi)泥漿被江水稀釋而達(dá)不到懸浮巖渣的要求，巖渣不能及時(shí)清除，導(dǎo)致巖渣被反復(fù)沖砸，沖擊進(jìn)尺緩慢。同時(shí)，樁頂標(biāo)高平均比巖面高出20多米，漏漿口不能封堵，影響成孔成樁質(zhì)量。

根據(jù)樁基施工的實(shí)際情況，鋼護(hù)筒采用成品螺旋鋼管，螺旋鋼管尺寸規(guī)格D（樁徑）+200mm*10mm，為減輕鋼護(hù)筒施沉過程中遇巖石造成底部卷口，在鋼護(hù)筒端部 50cm 范圍內(nèi)圍焊加強(qiáng)環(huán)板。沉放鋼護(hù)筒前，首先對樁位附近范圍的傾斜巖面進(jìn)行密集測量，盡量準(zhǔn)確測出巖面的傾斜情況，掌握具體數(shù)據(jù)，為鑿平作業(yè)提供判別依據(jù)。在無鋼護(hù)筒的情況下，直接下樁錘小沖程沖砸傾斜河床面，將沖砸范圍適當(dāng)擴(kuò)大至樁位以外，以便鋼護(hù)筒順利沉放，經(jīng)反復(fù)低錘沖擊，用測繩對鑿平成孔情況進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)具備沉放鋼護(hù)筒的基本面后，吊車將鋼護(hù)筒吊運(yùn)至樁位處，通過液壓振動(dòng)錘施沉鋼護(hù)筒，施沉過程中，使用點(diǎn)振，以鋼護(hù)筒進(jìn)入巖面50cm為宜，否則，過振會(huì)使鋼護(hù)筒端部出現(xiàn)嚴(yán)重卷邊收口變形情況，導(dǎo)致后續(xù)沖孔過程中出現(xiàn)卡錘情況。

沖孔施工

鋼護(hù)筒沉放就位后，向鋼護(hù)筒內(nèi)拋填塊石和黏土，填塊石強(qiáng)度要求不得低于樁基巖石強(qiáng)度，塊石粒徑一般為50-70cm，拋石填平至鋼護(hù)筒底以上約50cm，在鋼護(hù)筒與巖面接觸處，進(jìn)行反復(fù)低錘重?fù)?，以起到擠壓鋼護(hù)筒邊，修復(fù)鋼護(hù)筒局部卷邊的作用?；靥铕ね林茲鉂{填塞鋼護(hù)筒與擴(kuò)孔巖壁間的縫隙，封堵接觸面的空隙，避免漏漿。

如此反復(fù)沖擊，待確定卷邊無卡錘和無漏漿情況后，方可正常沖孔。由于樁基所處是“V”字形的河谷地形，傾斜石灰?guī)r各巖層強(qiáng)度差別大，沖孔中錘頭受力不均衡，容易偏孔。施工中應(yīng)注意起錘與落錘的幅度，如果離合反手拉的太快則打空錘，易傷鋼絲繩，影響沖擊進(jìn)尺;如果剎把放的太慢，鋼絲繩太松，會(huì)造成偏錘偏孔。因此，沖孔過程中應(yīng)加強(qiáng)觀測，測量沖擊錘和樁底之間的距離，控制好鋼絲繩的長度，先使用低錘間斷性沖擊，并檢查沖孔角度，從錘擊回聲、鋼絲繩擺幅等情況判斷沖孔情況，控制起落沖擊錘幅度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)沖孔偏斜后，檢查偏斜程度，如果不影響灌注樁，不必進(jìn)行處理;如果偏斜嚴(yán)重，則要重新回填塊石夯實(shí)，調(diào)整沖擊錘角度和力度進(jìn)行沖孔;待沖孔進(jìn)尺正常時(shí)逐步提高沖程，加快沖擊進(jìn)度。

由于沖孔作業(yè)分班24小時(shí)不間斷進(jìn)行，每個(gè)班的班員須做好回填塊石、黏土及偏孔情況等記錄，并經(jīng)常對泥漿進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，同時(shí)要注意撈取渣樣，區(qū)分拋填塊石與孔底沖擊巖石產(chǎn)生的石渣，為后續(xù)沖孔工藝改進(jìn)提供指導(dǎo)依據(jù)。

終孔、清孔

樁基沖孔到設(shè)計(jì)嵌巖要求后，停止進(jìn)尺，稍提沖擊錘以小沖程反復(fù)沖擊撓動(dòng)孔底沉渣，采用換漿循環(huán)、掏渣筒等清孔方法，直至沉渣厚度、含沙率等指標(biāo)參數(shù)符合規(guī)范要求為止。

鋼筋籠加工安裝

鋼筋骨架用汽車起重機(jī)起吊，下放過程要控制速度，安放到位后，牢固定位，防止鋼筋籠在澆筑混凝土過程中偏位或上浮。

水下混凝土澆筑

鋼筋籠安放完畢，經(jīng)二次清孔驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行水下混凝土澆筑作業(yè)。灌注過程中注意觀察導(dǎo)管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測量孔內(nèi)混凝土頂面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。

6、成樁檢測

灌注樁悉數(shù)進(jìn)行超聲波透射法檢測，檢測結(jié)果均為Ⅰ類樁;按設(shè)計(jì)抽檢要求進(jìn)行高應(yīng)變檢測的灌注樁，經(jīng)分析檢測數(shù)據(jù)，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語

綜上所述，在深水庫區(qū)傾斜巖面上修建碼頭，由于受復(fù)雜地質(zhì)情況、庫區(qū)水位波動(dòng)大以及交通運(yùn)輸受限等因素影響，鋼平臺搭設(shè)、水下樁基礎(chǔ)施工是重難點(diǎn)，文中結(jié)合實(shí)際工程案例，總結(jié)了水庫傾斜巖面上鋼平臺搭設(shè)及樁基施工技術(shù)要點(diǎn)，對類似工程施工具有一定的參考價(jià)值。