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1、沿海地區(qū)水上灌注樁施工潮汐影響的處理措施羅漢光(惠州勘察工程公司 ,廣東 惠州 516300)摘 要 :沿海地區(qū)水上灌注樁施工除受地質(zhì)因素影響外 ,還受氣候條件的較大影響 ,尤其是潮汐因素的影響更為嚴重 。對水上灌注樁施工中潮汐的影響進行分析 ,并提出相應(yīng)的處理措施 。關(guān)鍵詞 :水上灌注樁施工 ;潮汐影響 ;處理措施中圖分類號 : TU473. 1文獻標識碼 :B文章編號 :100129235 (2004) 0420032202在近海 、河口港等地帶施工的水上灌注樁 , 其工程施工質(zhì)量除受地質(zhì)因素影響外 ,還往往受水流流速 、水位 、潮汐的 影響 ,而潮汐對其施工的影響尤其嚴重 。當潮汐變化

2、大 時 , 將給水上樁基施工帶來極大的破壞力 ,如果采取的處理措施 不適當 ,施工過程中容易出現(xiàn)斷錨繩 、鋼殼沖歪 、鉆孔塌孔等 事故 ,嚴重影響工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益 ?，F(xiàn)通過近年來汕頭海 灣二橋 、珠海大橋 、榕華大橋 、虎門裝卸碼頭等工程的施工實 踐 ,就潮汐對水上灌注樁施工的影響進行分析 , 并提出相應(yīng) 的處理措施 。1 潮汐對施工準備的影響水上灌注樁施工準備工作包括施工浮臺的組裝 、定位及 插打鋼護筒 。其中潮汐對施工平臺 、鋼護筒影響較大 ,因此 , 施工準備過程中對施工平臺的平穩(wěn)性和插打鋼護筒要求較 嚴 。1. 1 施工平臺的平穩(wěn)措施 水上施工平臺一般由浮箱組成拼裝船與固定 、活動梁

3、聯(lián)結(jié)而成 。當潮汐變化大 ,流速超過 2 m/ s 時 ,一般水上施工平 臺因其自備 的 錨 重 量 不 夠 , 橫 向 平 衡 措 施 不 能 滿 足 穩(wěn) 定 要 求 ,因此 ,必須增加大錨 ,防止走錨 ,并且在施工平臺的豎向 (即流水方 向) 增 加 混 凝 土 錨 , 以 防 潮 汐 影 響 施 工 平 臺 的 平 衡 。1. 2 鋼護筒的插打插打鋼護筒時 ,應(yīng)控制好護筒埋設(shè)的頂端高度和底端深 度 ?？刂谱o筒頂端高度的目的是為了提高孔內(nèi)水位 ,形成水 頭 (孔內(nèi)與潮水位之差) ,保持孔壁穩(wěn)定 。護筒的頂端應(yīng)高出 漲潮時的最高水位 115210 m 以上 ,并采取穩(wěn)定護筒水頭的 措施 ,防

4、止水頭波動過大 ,影響孔壁完整 。控制護筒底 端 埋 設(shè)深度主要是為了防止護筒內(nèi)水位較高時 , 護筒腳冒水 , 同 時防止在松軟地層中塌孔 ,減少潮汐變化帶來的影響 。就孔 壁穩(wěn)定性而言 ,當孔壁土受到土壓力和水壓力同時作用時 , 由于地層的環(huán)箍效應(yīng) ,減少了把孔壁土推向鉆孔中心的徑向 壓力 。而環(huán)箍效應(yīng)由地層土的抗剪強度所決定 ,在松軟地層中 ,地層的環(huán)箍效應(yīng)很小 , 所以其地層的孔壁土受到徑向壓力就大 ,再加上受潮汐變化的影響 , 其孔壁的支護應(yīng)力變化 大 ,鉆進過程中很易造成塌孔埋鉆事故 。因此 ,當?shù)貙?為 軟 土 、淤泥 、砂土等巖土層時 ,應(yīng)盡可能使護筒底穿越其土層至 少大于 3

5、m ,以減少潮汐的影響 。對有沖刷影響的河床 ,護筒 底端應(yīng)埋入局部沖刷線以下不少于 1 . 01 . 5 m ,并在施工過 程中隨時測量河床的沖淤 、沖刷變化情況 , 以便及時在護筒 外側(cè)拋填片石 ,增強護筒抗潮汐能力 。2 潮汐對成孔工藝的影響灌注樁水上施工 ,潮汐對成孔過程影響最為突出 。當潮 汐到來時 ,會造成鉆孔反向滲漏 ;當潮汐退后 ,鉆孔內(nèi)泥漿面 下降 ,漏失量增大 ,很易造成塌孔并埋鉆 。為避免這種 事 故 發(fā)生 ,應(yīng)通過選擇成孔方法 、控制水頭高度和選擇泥漿指標 這三個主要因素進行控制 。2. 1 選擇恰當?shù)某煽追椒ü嘧妒┕ぶ?,成孔方法比較普遍的有兩種 : 正 循 環(huán) 與

6、 反循環(huán) 。反循環(huán)與傳統(tǒng)的正循環(huán)施工相比較 ,具有鉆進速度 快 、排 渣 效 果 好 、清 孔 效 果 好 等 優(yōu) 點 。在 施 工 樁 徑 大 于 800 mm 、水頭高度大于 2 m 的樁型時 ,采取反循環(huán)施工工藝 ,可以 提高鉆進效率 ,大大縮短工期 , 這對于工期受潮汐變化影響 的水上灌注樁施工無疑是較為有利的方法 。但在實際施工 過程中 ,根據(jù)潮汐的變化情況 ,合理變換成孔方法 ,可以有效 地消除潮汐給鉆進帶來的影響 。當潮汐到來時 ,水面水位升 高 ,會造成鉆孔的反向滲漏 ,而在此時使用反循環(huán)鉆進 ,就將 會更一步加劇鉆孔反向滲漏 ,影響鉆進 。因此 ,在潮汐 高 潮 時應(yīng)采用 正

7、 循 環(huán) 鉆 進 , 以 減 輕 反 向 滲 漏 的 程 度 。而 在 退 潮 時 ,水面水位下降 ,會造成鉆孔的正向滲漏 ,此時應(yīng)采用反循 環(huán)鉆進 ,以減輕正向滲漏的程度 。對潮汐穩(wěn)定期 ( 平潮時) , 宜采用反循環(huán)鉆進 ,可有效提高鉆進效率 ,縮短成孔時間 。2. 2 穩(wěn)定護筒水頭鉆進過程中 ,應(yīng)根據(jù)進尺深度 、地層情況 、水面水位變化 情況有效地控制泥漿的液面高度 。當潮汐變化時 ,一般將泥收稿日期 :2004204213作者簡介 :羅漢光 ,男 ,廣東揭陽人 ,主要從事地質(zhì)勘察工作 。32漿面保持高于水面的一定高度上 ( 一般 1 . 01 . 5 m ,據(jù)現(xiàn)場試驗確定) ,穩(wěn)定護筒

8、水頭 ,維持孔壁的穩(wěn)定是成孔施工的關(guān) 鍵環(huán)節(jié) 。如地層存在砂夾卵石層等透水層時 ,應(yīng)將護筒水頭 適當降低 。因為此時如提高水頭 ,雖然對不透水層有 利 , 但 對于透水地 層 的 孔 壁 , 將 產(chǎn) 生 比 支 護 應(yīng) 力 大 得 多 的 滲 漏 壓 力 ,水頭越高 ,滲漏壓力越大 ,漏漿量就越大 ?？妆诜€(wěn)定性越 差 ,越易發(fā)生塌孔事故 , 因此施工過程中應(yīng)根據(jù)實際情況隨 時調(diào)整控制泥漿液面 。2. 3 調(diào)整泥漿指標通過調(diào)整泥漿指標 ,可以有效地減輕潮汐對孔壁穩(wěn)定性 的影響 。鉆進過程中 ,應(yīng)掌握好潮汐到達的時間和潮高 。潮 汐到達時 ,及 時 提 鉆 、停 鉆 , 根 據(jù) 潮 高 變 化 情

9、 況 及 時 向 孔 補 漿 ,適當加大泥漿的密度和黏度可有效地防止塌孔 , 同時保 持一定的水頭高度 , 并注意觀察孔內(nèi)泥漿面 , 隨時檢測泥漿 指標 ,進行調(diào)整 。潮汐退時 ,如漿液漏失嚴重 ,可采取通過向 漏水層適量投泥球進行堵漏的補救措施 。3 潮汐對混凝土灌注的影響水下混凝土灌注應(yīng)選擇潮汐的穩(wěn)定期進行 。在 混 凝 土灌注過程中 ,如因意外事故導(dǎo)致灌注時間過長 ,并遇上漲潮 ,灌注將被迫中斷 ,此時極易造成斷樁事故 。因此 ,除選 擇 在 潮汐的間歇期進行水下混凝土灌注施工外 ,還應(yīng)防止意外事 故發(fā)生 ,盡可能提高灌注效率 ,縮短灌注時間 。同時 ,應(yīng)備有 后備灌注混凝土設(shè)施 , 以

10、防不測事故發(fā)生時 , 能連續(xù)灌注作 業(yè) ,以免遭受到潮汐的影響而造成斷樁事故發(fā)生 。4 結(jié)語綜上所述 ,沿海地區(qū)水上灌注樁施工因受潮 汐 影 響 , 施 工時首先應(yīng)穩(wěn)固水上施工平臺 ,采取適當?shù)匿撟o筒頂端高度 和底端埋設(shè)深度 ;其次應(yīng)適當采用反循環(huán)的施工工藝以提高 鉆進效率 23 倍 ,縮短成孔時間 ; 此外 , 還 應(yīng) 根 據(jù) 潮 汐 的 變 化 ,合理選擇正 、反循環(huán)成孔方法 ,有效地減輕和消除潮汐給 鉆進帶來的嚴重影響 。只要不斷地探索與總結(jié)經(jīng)驗 ,采取合理的處 理 措 施 , 是 可以克服潮汐給灌注樁水上施工所帶來的影響 ,保證成樁質(zhì) 量 ,并取得較好的經(jīng)濟效益 。(責任編輯 :李潔莉

11、)(上接第 31 頁)施工平臺的填筑由低至高分層填筑 ,每層控制在 50cm ,在填 筑過程中將舊堤岸和施工平臺之間的水坑填平 ,以免降雨形 成過大的施工平臺內(nèi)外側(cè)水位差 ,對板樁受力不利 ; 在打樁穿過淤泥層時采用熄火打樁 ,進入硬的巖石層時 ,采用低錘打樁 ,盡量避 免 對 淤 泥 產(chǎn) 生 大 的 擾 動 和 過 重 的 錘 擊 使 樁 受 損 ;注意打樁順序 ,避免樁機壓在已施打完成的樁上 。圖 4 新施工平臺結(jié)構(gòu)圖 單位 :mm對前兩段發(fā)生偏移的板樁 ,因其末相互錯開 ,仍具備擋土功能 ,只要樁頂鑿除至不影響斜樁施工 ,在其兩端補樁與 后續(xù)施工的板樁形成連續(xù)擋土體系即可 。按上述方法實

12、施 ,先后完成了各種長度 (6 m、9 m、12 m、15 m) 板樁的施工 。施工過程中施工平臺穩(wěn)定 , 板樁未出現(xiàn) 偏移現(xiàn)象 ,滿足了設(shè)計和規(guī)范要求 。7 體會a) 結(jié)合該段樁基工程的施工 , 認為主體工程不但應(yīng)該 有一個結(jié)構(gòu)合理 、經(jīng)濟可行的設(shè)計方案 ,還應(yīng)有一個相應(yīng)的 切實可行的施工措施 。這對工程投資 、質(zhì)量 、工期控制有時 會起到至關(guān)重要的作用 。b) 該段工程水流平緩且位于珠江前航道 ,航運不繁忙 ,而且對河道行洪影響不大 。若河道屬行洪主通道 ,且處航運繁忙江段 ,建議不宜采用填筑施工平臺這種施工方法 。c) 在深厚淤泥層上填筑施工平臺 ,填方較大 ,施工完成 后堤岸外部分又必

13、須挖除 。因此必須考慮填方利用問題 ,否 則工程成本增加較大 。d) 因珠江沿岸陸上至岸邊施工交通多不便利 , 預(yù)制樁 運輸多采 用 水 上 運 輸 。填 筑 施 工 平 臺 后 , 樁 體 上 岸 難 度 很 大 ,在設(shè)計或施工投標時 ,應(yīng)考慮運輸?shù)碾y度和多次轉(zhuǎn)運的 因素 。致謝 :本文撰寫過程中 ,參考了廣東省水利水電勘測設(shè) 計研究院編制的廣州市珠江堤岸整治工程南方面粉廠至原 人民制革廠段設(shè)計報告,謹此致謝 。(責任編輯 :李潔莉)33 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/