劉業(yè)濤，于 蓉

（1.淄博市太河水庫(kù)管理中心，山東 淄博 255178；2.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

太河水庫(kù)西溢洪道位于淄博市淄川區(qū)太河水庫(kù)大壩東端的金雞山西坡處，為開(kāi)敞式正槽溢洪道，全長(zhǎng)466 m，寬度為56.6～71.0 m。根據(jù)2021年水庫(kù)安全鑒定結(jié)論，西溢洪道與下游河道交界段賓格石籠和混凝土護(hù)底已被水毀，加之長(zhǎng)期受小流量水流沖刷影響，渠道兩岸擋墻墻前覆土沖刷流失，下切情況明顯，墻前護(hù)腳底部暴露。長(zhǎng)此以往，兩岸邊墻底部灌注樁基礎(chǔ)存在樁體暴露、樁間土層淘空的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)西溢洪道大流量泄洪時(shí)將危及兩側(cè)擋墻穩(wěn)定，容易造成洪水繞過(guò)岸墻沖刷壩腳，進(jìn)而影響壩體穩(wěn)定安全。

為確保水庫(kù)安全度汛，2022年實(shí)施了太河水庫(kù)西溢洪道出口段應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程，該項(xiàng)目采用新建咬合樁為基礎(chǔ)的防沖槽對(duì)該險(xiǎn)工段進(jìn)行應(yīng)急除險(xiǎn)加固，防沖槽基礎(chǔ)底部采用澆筑C30鋼筋混凝土鉆孔灌注咬合樁進(jìn)行防護(hù)，鉆孔灌注樁直徑800 mm，鋼筋混凝土樁與素樁交叉布置，施工完成后咬合成封閉擋墻，防沖槽共布置咬合樁366根，鉆孔總進(jìn)尺3 117 m。

1 混凝土咬合樁施工工藝

1.1 咬合樁施工工藝流程

在前期階段，先統(tǒng)一進(jìn)行導(dǎo)墻（導(dǎo)向槽）的施工，當(dāng)導(dǎo)向槽混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，再分兩序分別施工兩型樁。第一序C30素混凝土樁（A型樁）和第二序C30鋼筋混凝土樁（B型樁）；先施工相鄰兩顆A型樁，并灌注混凝土，待48 h后，施工B型樁；B型樁施工時(shí)，利用旋挖鉆機(jī)的切割能力切割掉相鄰A型樁的部分混凝土，以實(shí)現(xiàn)咬合；B型樁下鋼筋籠，并灌注混凝土，依次完成基礎(chǔ)咬合樁連續(xù)墻施工。

1.2 導(dǎo)向槽施工

因后期各型樁之間需要達(dá)到咬合成連續(xù)墻的目的，所以導(dǎo)向槽的施工是區(qū)別于其他普通混凝土灌注樁的工藝，這也是咬合樁前期施工必須要嚴(yán)格控制的質(zhì)量節(jié)點(diǎn)。導(dǎo)向槽基礎(chǔ)需要安裝在原狀土、壓實(shí)度0.94以上密實(shí)土基礎(chǔ)上，以確保導(dǎo)向槽后期的安全使用。導(dǎo)向槽混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后方允許拆模，混凝土養(yǎng)護(hù)期不小于7 d。

1.3 A、B型樁鉆進(jìn)成孔

本次咬合樁鉆孔選用設(shè)備為360旋挖鉆鉆機(jī)和235旋挖鉆鉆機(jī)，采用干鉆成孔法施工，A型、B型樁鉆孔工藝相同，區(qū)別在于B型樁鉆孔需要切割掉相鄰A型樁部分混凝土。按咬合樁施工要求合理布置好一序孔和二序孔，先施工A型樁，在A型樁成孔并澆筑完成后，在A型樁之間開(kāi)鉆B型樁。工作內(nèi)容主要有：旋挖鉆鉆機(jī)取渣成孔，起重機(jī)安裝鋼筋籠，灌注混凝土等作業(yè)。咬合樁主要工作設(shè)備由旋挖鉆鉆機(jī)、起重機(jī)組成。

1.4 B型樁鋼筋籠制安

鋼筋籠制作、吊放與普通混凝土灌注樁鋼筋施工工藝相同。鋼材運(yùn)到加工場(chǎng)地后隨即取樣送檢，檢測(cè)合格后投入使用；鋼筋籠主筋連接采用閃光對(duì)焊，對(duì)焊接頭做到及時(shí)取樣送檢；鋼筋籠采用兩根吊筋固定，以控制鋼筋籠頂標(biāo)高。

1.5 A、B型樁灌注混凝土

A型樁間隔跳打完成并澆筑完混凝土后，再按要求進(jìn)行中間B型樁的施工，兩型樁灌注樁混凝土施工工藝相同。為保證設(shè)計(jì)樁頂混凝土質(zhì)量，混凝土灌注至樁頂標(biāo)高以上最少0.5 m；為保證C40商品混凝土泵車(chē)澆筑的和易性，施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土坍落度控制在190～200 mm之間、施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土含氣量控制在4%～4.5%為宜。

2 咬合樁質(zhì)量控制技術(shù)

2.1 孔口定位誤差的控制

鉆孔咬合樁安裝可參考執(zhí)行中國(guó)鉆機(jī)灌注樁施工的質(zhì)檢與認(rèn)證規(guī)范，除此之外還需符合以下相關(guān)規(guī)定：

1）鋼筋籠外徑要比套管內(nèi)徑小6～8 cm，允許偏差±10 mm；2）樁位順縱軸方向，允許偏差±10 mm；3）樁位垂直縱軸方向，允許偏差±10 mm；4）樁身混凝土3 d強(qiáng)度不小于3 MPa，允許偏差±10%；5）混凝土坍落度小于16 cm，允許偏差±10 mm；6）樁垂直度，允許偏差3‰。

2.2 設(shè)置導(dǎo)向槽控制定位

設(shè)置導(dǎo)向槽主要用于控制咬合樁平面位置，同時(shí)可預(yù)防洞口坍塌和支撐樁機(jī)的作用。根據(jù)樁直徑不同導(dǎo)向槽寬一般不小于1.5 m，厚度不小于30 cm，混凝土強(qiáng)度不低于C20，這樣便于咬合樁后期施工設(shè)備在導(dǎo)向槽上的施工。導(dǎo)向槽內(nèi)側(cè)波浪形模板宜選用定型鋼模，便于導(dǎo)向槽內(nèi)立面垂直度、表面高差的精度控制，模板材料還可得到重復(fù)利用。

2.3 B型樁鋼筋籠質(zhì)量控制

鋼筋籠的質(zhì)量控制與鉆孔灌注樁基本相同，為保證鋼筋在樁身混凝土中的保護(hù)層厚度，以及套管拔除時(shí)產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，鋼筋籠主筋上應(yīng)焊接定位鋼筋，每4 m一道，周圈不少于4根；為防止混凝土澆筑時(shí)鋼筋出現(xiàn)“浮籠”現(xiàn)象，在鋼筋籠底部加焊一塊比鋼筋籠略小的薄鋼板。

2.4 B型樁施工時(shí)周邊A型樁強(qiáng)度控制

為使B型樁順利成孔，又不破壞A型樁混凝土結(jié)構(gòu)，要嚴(yán)格控制鉆機(jī)對(duì)A型樁的切割時(shí)間。本項(xiàng)目前期做了旋挖鉆鉆機(jī)對(duì)灌注樁C30混凝土澆筑成型后按12 h、24 h、36 h、48 h幾個(gè)時(shí)段后進(jìn)行旋挖鉆切割試驗(yàn)。試驗(yàn)表明：24 h后切割，A型樁92%完整，局部存在破壞；36 h后切割，A型樁100%完整；48 h后切割，A型樁100%完整。為確保樁基安全，最終選用兩側(cè)A型樁至少澆筑完成48 h后允許進(jìn)行后續(xù)B型樁的鉆孔作業(yè)。

2.5 B型樁與兩側(cè)A型樁咬合面質(zhì)量控制

對(duì)于干鉆成孔工藝，面臨的B型樁成孔后，切割的兩側(cè)A型樁混凝土面都有黏土或灰渣存在，處理不好嚴(yán)重影響樁間的咬合質(zhì)量和成墻的整體性。由于樁成孔后較深且下部昏暗難以觀測(cè)，選用多種方案進(jìn)行試驗(yàn)，最終選用在B型樁成孔后，用旋挖鉆鉆頭分別上下側(cè)磨兩側(cè)A型素樁兩次，使A型素樁側(cè)面露出新鮮混凝土面，經(jīng)后期開(kāi)挖樁頭和下部錄像檢查，成墻效果良好。

2.6 鉆孔咬合樁垂直度質(zhì)量控制

為保證鉆孔咬合樁的咬合效果，除應(yīng)嚴(yán)格控制孔口的定位誤差外，還應(yīng)對(duì)其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，成孔過(guò)程中要控制好樁的垂直度。在利用旋挖鉆鉆機(jī)進(jìn)行成孔作業(yè)中，主要利用旋挖鉆鉆機(jī)自動(dòng)垂直度檢測(cè)儀器，可自動(dòng)保證垂直度在3‰以?xún)?nèi)。如遇車(chē)輛設(shè)備不帶垂直度檢測(cè)儀器，則需要隨時(shí)人工檢測(cè)鉆機(jī)鉆桿的垂直度來(lái)進(jìn)行控制。

2.7 A、B型樁咬合長(zhǎng)度質(zhì)量控制

本項(xiàng)目A、B型樁鉆孔灌注樁直徑800 mm，A型樁之間間距600 mm，A、B型樁最小咬合長(zhǎng)度軸向距離按100 mm控制，也就是本項(xiàng)目用同樣的旋挖鉆鉆頭，對(duì)咬合樁依次成孔，過(guò)程不再換裝鉆頭，既滿足了規(guī)范要求，又加快了施工進(jìn)度。經(jīng)后期鑿樁頭和檢測(cè)單位檢測(cè)，基礎(chǔ)墻的連續(xù)性、整體性良好。

2.8 干鉆成孔與混凝土澆筑時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制

A型樁旋挖鉆干鉆成孔后，受各類(lèi)復(fù)雜地質(zhì)條件及上部施工荷載作用影響，成孔時(shí)間一長(zhǎng)，孔內(nèi)可能存在落渣或塌孔現(xiàn)象。由于本項(xiàng)目地層中含多道黏土層、砂層及礫石層等特殊情況，經(jīng)不同時(shí)段多次撈渣測(cè)定試驗(yàn)，在干鉆成孔后6 h內(nèi)孔壁基本穩(wěn)定，孔底落渣基本忽略不計(jì)，超過(guò)6 h，孔內(nèi)黏土層和砂層會(huì)出現(xiàn)局部塌孔，孔底落渣開(kāi)始增加。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終采用在A型樁成孔6 h內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注的作業(yè)方案，經(jīng)澆筑366棵樁后，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)其充盈系數(shù)都控制在1.12～1.2之間，質(zhì)量控制較好。

B型樁因切割兩側(cè)A型樁成孔，基本不存在塌孔和孔底落渣現(xiàn)象，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工序要求自行控制間隔時(shí)間。

2.9 咬合樁成型質(zhì)量檢測(cè)

判斷樁基完整性的方法主要有低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)、超聲脈沖法檢測(cè)及高密度電阻率法，針對(duì)本項(xiàng)目咬合樁連續(xù)墻的特點(diǎn)，最終選用高密度電阻率法進(jìn)行檢測(cè)，沿墻體軸線對(duì)該段鉆孔灌注咬合樁進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)處理、反演軟件計(jì)算，得出電阻率解釋圖。本項(xiàng)目檢測(cè)單位通過(guò)檢測(cè)，鉆孔灌注咬合樁墻體深度范圍無(wú)明顯異常區(qū)域，判斷該鉆孔灌注咬合樁墻體連續(xù)性、整體性良好。

3 事故樁的處理措施

在干鉆成孔咬合樁施工過(guò)程中，因A、B型樁垂直度偏差，或其他原因造成咬合樁不滿足樁間咬合尺寸或經(jīng)檢測(cè)出現(xiàn)咬合樁不連續(xù)等情況形成事故樁。事故樁的處理主要分以下幾種情況：

1）平移樁位單側(cè)咬合。B型樁成孔施工時(shí)，與一側(cè)A型樁的咬合尺寸不夠設(shè)計(jì)最小100 mm的尺寸要求，應(yīng)在A型樁和B型樁外側(cè)另增加一根旋噴樁作為防水處理。

2）背樁補(bǔ)強(qiáng)。B型樁成孔施工時(shí)，其兩側(cè)A型樁已經(jīng)無(wú)法保證與B型咬合樁的連續(xù)性，則放棄B型樁的施工，調(diào)整樁序繼續(xù)后面咬合樁的施工，后期在B型樁外側(cè)增加3根咬合樁及2根旋噴樁作為補(bǔ)強(qiáng)、防水處理。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)比選最終選用旋挖鉆鉆機(jī)作為咬合樁成孔設(shè)備非常成功。該施工工藝適合于各種復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)，本次干鉆成孔，施工速度快，成孔精度高、質(zhì)量好，樁間相互咬合排列形成圍護(hù)墻。缺點(diǎn)是遇黏土層時(shí)成孔速度較慢，遇特殊粉砂地層時(shí)可采取套管及泥漿固壁的措施解決。咬合樁作為一項(xiàng)基礎(chǔ)處理工藝，在形成封閉式擋墻來(lái)處理水工設(shè)施基礎(chǔ)底部防沖、防滲方面，通過(guò)本年度溢洪道泄水運(yùn)行來(lái)看效果明顯。