0引言
國(guó)內(nèi)某核電站新建武警營(yíng)房，建筑面積4313.5平方米，建筑物總高度15米，框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)間距9.9×7.8米。所處區(qū)域?yàn)楹Ｓ蚧靥顓^(qū)，1999年采用對(duì)海淤泥進(jìn)行排水固結(jié)、回填拋石層進(jìn)行強(qiáng)夯。因回填拋石地基承載力有限，而且很難保證地基的均勻性。為克服原地基處理方式存在的缺陷，結(jié)合當(dāng)?shù)仡A(yù)制樁使用經(jīng)驗(yàn)和沖孔灌注樁經(jīng)驗(yàn)，為降低工程造價(jià)，縮短建設(shè)工期，基礎(chǔ)采用了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，樁型PHC-500(AB)120-C80，樁長(zhǎng)44m，樁頂標(biāo)高-1.5m，單樁設(shè)計(jì)承載力特征值1100kN，設(shè)計(jì)共128根。
1地質(zhì)、地下水情況
1.1場(chǎng)地地質(zhì)情況如下
1.2地下水情況本工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水主要為第四紀(jì)孔隙水，賦存于⑥-1粉細(xì)砂層中，水位受潮汐影響，變幅小于海水。穩(wěn)定地下水位埋深在地面下7.5～8.0m之間，具有弱承壓性。
2采用的施工工藝
本工程管樁設(shè)計(jì)為摩擦樁，其樁端全新面進(jìn)入持力層不小于1m。根據(jù)招標(biāo)文件要求，首先使用沖孔鉆機(jī)將①層打穿后分層回填土、石，然后進(jìn)行沉樁，工程試樁時(shí)先后采用靜壓和錘擊兩種方式進(jìn)行沉樁，在樁端到達(dá)⑥-1層試均出現(xiàn)樁無法壓入或樁頂破壞的情況。因此，如何穿越⑥-1層中密～密實(shí)狀態(tài)的粉細(xì)砂層是本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁能否成功的關(guān)鍵。
2.1采用擴(kuò)孔鉆頭取砂并用鈉基膨潤(rùn)土漿護(hù)壁，破壞⑥-1層粉砂層在勘察鉆機(jī)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗(yàn)、改進(jìn)，研究出采用擴(kuò)孔鉆頭(見下圖)取砂破壞密實(shí)砂層，使管樁能夠穿越⑥-1層的施工工藝。
2.1.1擴(kuò)孔鉆頭介紹如上圖所示擴(kuò)孔鉆頭為滿足本工程需要而研究制造的，鉆頭自重約70kg，收緊狀態(tài)時(shí)寬度為220mm，打開時(shí)達(dá)到450mm。具體原理為：鉆頭分為上下兩部分，主桿為可伸縮內(nèi)套滑桿，兩翼分別由2根桿件通過螺栓相互連接并與主桿連接；鉆頭在受拉時(shí)為收緊狀態(tài)，在受壓時(shí)則為打開狀態(tài)。鉆頭底部為“V”型，與翼沿外側(cè)均焊有合金材料的牙口，提高了鉆頭的耐磨性和剛度。鉆頭桿件為中空，設(shè)有泥漿孔，鉆進(jìn)時(shí)鈉基膨潤(rùn)土漿從泥漿孔噴出，利用鈉基膨潤(rùn)土體積膨脹的作用達(dá)到護(hù)壁的作用。
2.1.2具體施工方法①樁尖采用C型開口樁尖，樁端用砂袋封堵結(jié)實(shí)(曾試驗(yàn)采用素混凝土封堵的樁尖，但制作周期長(zhǎng)，鉆頭鉆進(jìn)混凝土層較困難，后放棄。)靜壓27m樁至地面以下10cm，使樁端位于⑥-1粉細(xì)砂上1米左右。這樣可以避免樁機(jī)走動(dòng)時(shí)對(duì)樁的影響；沉樁中斷時(shí)樁端位于淤質(zhì)粉質(zhì)粘土層未達(dá)到持力層，可以減少以后壓樁的難度，也可以避免樁端在較難穿透的土層時(shí)接樁。②靜壓樁機(jī)撤離樁位，勘察鉆機(jī)就位，首先使用直徑220的巖芯管將管樁孔內(nèi)的石子、粘土取出，取土深度達(dá)到樁端一下1m左右(使擴(kuò)孔鉆頭能夠達(dá)到樁端以下，避免擴(kuò)孔鉆頭在管樁內(nèi)打開而造成管樁破壞)。③同時(shí)在距樁位2m外不影響其他樁施工的位置挖一泥漿池，泥漿池應(yīng)做到封閉、不漏漿。泥漿池內(nèi)調(diào)制鈉基膨潤(rùn)土漿，泥漿密度為1.3～1.5之間。泥漿池內(nèi)架設(shè)泥漿泵與鉆桿相通，并在泥漿池與樁位間開挖泥漿溝，使鈉基膨潤(rùn)土漿在泥漿池與樁之間形成環(huán)路。④將巖芯管更換為擴(kuò)孔鉆頭，由管樁孔內(nèi)下放到樁端以下，此時(shí)鉆頭為懸空狀態(tài)，依靠自重成收緊狀態(tài)，到達(dá)土層后鉆機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并施加壓力，鉆頭在鉆洞中逐漸打開，同時(shí)泥漿從鉆頭的泥漿孔噴出隨著鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)形成泥漿護(hù)壁。⑤泥漿池內(nèi)拌好的鈉基膨潤(rùn)土漿通過泥漿泵加壓由鉆桿進(jìn)入鉆頭后噴出。在鉆頭鉆進(jìn)過程中，漿將砂及其他少量的砂層夾雜物由管樁孔返出，通過泥漿溝流回泥漿池。砂在泥漿溝內(nèi)沉積，泥漿溝內(nèi)做到不間斷的清理。⑥根據(jù)鉆頭鉆進(jìn)深度對(duì)比勘察報(bào)告，并觀察管樁孔返漿中細(xì)砂的含量可以判定是否已經(jīng)穿透⑥-1粉細(xì)砂層。在確定穿透砂層后，鉆機(jī)移位至下一根樁，靜壓樁機(jī)就位壓樁17m至設(shè)計(jì)深度。
2.2其他工藝在工程初期曾試驗(yàn)采用沖孔鉆機(jī)沖透⑥-1層的工藝。即采用沖孔灌注樁施工中的沖擊成孔工藝在打穿①層拋填石后繼續(xù)沖孔直至穿透⑥-1層，然后分層回填土、石，進(jìn)而進(jìn)行預(yù)制樁施工。
3兩種工藝的比較
3.1兩種工藝實(shí)施情況第1種工藝施工106根，施工前期出現(xiàn)了同一承臺(tái)樁在擴(kuò)孔取砂后串孔的現(xiàn)象，這樣就減小了樁的摩擦力并且給后續(xù)壓樁帶來一定難度。后經(jīng)調(diào)整擴(kuò)孔取砂順序，使2根臨近的樁不同時(shí)擴(kuò)孔取砂，在后面的施工中未出現(xiàn)此問題。
采用第2種工藝共施工22根樁，其中20根沉樁到設(shè)計(jì)深度，2根樁由于⑥-1粉細(xì)砂層出現(xiàn)塌孔壓樁未能一次到位。此2根樁經(jīng)擴(kuò)孔取砂處理后壓到設(shè)計(jì)深度。
目前本工程已經(jīng)結(jié)束，采用以上2種工藝施工的樁經(jīng)靜載荷試驗(yàn)和全部低應(yīng)變檢測(cè)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.2單根樁穿越粉細(xì)砂層工序投資及工期比較
綜合考慮工程造價(jià)和工期因素，本工程在擴(kuò)孔取砂試驗(yàn)成功后，主要采用擴(kuò)孔取砂工藝穿越⑥-1粉細(xì)砂層。
4總結(jié)語(yǔ)
預(yù)應(yīng)力管樁因其疲勞強(qiáng)度高、承載力高、經(jīng)濟(jì)、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)在一般建筑工程中廣泛應(yīng)用，但在此核電站因地質(zhì)情況復(fù)雜一直未能采用。擴(kuò)孔取砂工藝作為一種新工藝在本工程的使用成功，破解了該核電站不能使用預(yù)應(yīng)力管樁的難題，也為解決預(yù)應(yīng)力管樁沉樁過程中遇到較硬夾層問題找到了一個(gè)很好的解決方法。
該工藝的成功經(jīng)驗(yàn)在此核電站及國(guó)內(nèi)類似場(chǎng)地上具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
參考文件：
[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)黃強(qiáng).劉金礪等.
[2]《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003)陳凡.徐天平等.
[3]《先張法預(yù)應(yīng)力管樁》(蘇G03-2002)李世歌等.江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)站.
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