沿海地區(qū)水上灌注樁施工潮汐影響的處理措施.docx

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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(yán)重 。對水上灌注樁施工中潮汐的影響進(jìn)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(xiàn)標(biāo)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(yán)重 。當(dāng)潮汐變化

2、大 時(shí) , 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(dāng) ,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(yán)重影響工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)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(shí) 踐 ,就潮汐對水上灌注樁施工的影響進(jìn)行分析 , 并提出相應(yīng) 的處理措施 。1 潮汐對施工準(zhǔn)備的影響水上灌注樁施工準(zhǔn)備工作包括施工浮臺的組裝 、定位及 插打鋼護(hù)筒 。其中潮汐對施工平臺 、鋼護(hù)筒影響較大 ,因此 , 施工準(zhǔn)備過程中對施工平臺的平穩(wěn)性和插打鋼護(hù)筒要求較 嚴(yán) 。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(dāng)潮汐變化大 ,流速超過 2 m/ s 時(shí) ,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(hù)筒的插打插打鋼護(hù)筒時(shí) ,應(yīng)控制好護(hù)筒埋設(shè)的頂端高度和底端深 度 ?？刂谱o(hù)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(hù)筒的頂端應(yīng)高出 漲潮時(shí)的最高水位 115210 m 以上 ,并采取穩(wěn)定護(hù)筒水頭的 措施 ,防

4、止水頭波動過大 ,影響孔壁完整 ?？刂谱o(hù)筒底 端 埋 設(shè)深度主要是為了防止護(hù)筒內(nèi)水位較高時(shí) , 護(hù)筒腳冒水 , 同 時(shí)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(dāng)孔壁土受到土壓力和水壓力同時(shí)作用時(shí) , 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(qiáng)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(hù)應(yīng)力變化 大 ,鉆進(jìn)過程中很易造成塌孔埋鉆事故 。因此 ,當(dāng)?shù)貙?為 軟 土 、淤泥 、砂土等巖土層時(shí) ,應(yīng)盡可能使護(hù)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(hù)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(shí)測量河床的沖淤 、沖刷變化情況 , 以便及時(shí)在護(hù)筒 外側(cè)拋填片石 ,增強(qiáng)護(hù)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(dāng)潮 汐到來時(shí) ,會造成鉆孔反向滲漏 ;當(dāng)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(biāo) 這三個(gè)主要因素進(jìn)行控制 。2. 1 選擇恰當(dāng)?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(jìn)速度 快 、排 渣 效 果 好 、清 孔 效 果 好 等 優(yōu) 點(diǎn) 。在 施 工 樁 徑 大 于 800 mm 、水頭高度大于 2 m 的樁型時(shí) ,采取反循環(huán)施工工藝 ,可以 提高鉆進(jìn)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(shí)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(jìn)帶來的影響 。當(dāng)潮汐到來時(shí) ,水面水位升 高 ,會造成鉆孔的反向滲漏 ,而在此時(shí)使用反循環(huán)鉆進(jìn) ,就將 會更一步加劇鉆孔反向滲漏 ,影響鉆進(jìn) 。因此 ,在潮汐 高 潮 時(shí)應(yīng)采用 正

7、 循 環(huán) 鉆 進(jìn) , 以 減 輕 反 向 滲 漏 的 程 度 。而 在 退 潮 時(shí) ,水面水位下降 ,會造成鉆孔的正向滲漏 ,此時(shí)應(yīng)采用反循 環(huán)鉆進(jìn) ,以減輕正向滲漏的程度 。對潮汐穩(wěn)定期 ( 平潮時(shí)) , 宜采用反循環(huán)鉆進(jìn) ,可有效提高鉆進(jìn)效率 ,縮短成孔時(shí)間 。2. 2 穩(wěn)定護(hù)筒水頭鉆進(jìn)過程中 ,應(yīng)根據(jù)進(jìn)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(dāng)潮汐變化時(shí) ,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(yàn)確定) ,穩(wěn)定護(hù)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(shí) ,應(yīng)將護(hù)筒水頭 適當(dāng)降低 。因?yàn)榇藭r(shí)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(hù) 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 。孔壁穩(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(shí)際情況隨 時(shí)調(diào)整控制泥漿液面 。2. 3 調(diào)整泥漿指標(biāo)通過調(diào)整泥漿指標(biāo) ,可以有效地減輕潮汐對孔壁穩(wěn)定性 的影響 。鉆進(jìn)過程中 ,應(yīng)掌握好潮汐到達(dá)的時(shí)間和潮高 。潮 汐到達(dá)時(shí) ,及 時(shí) 提 鉆 、停 鉆 , 根 據(jù) 潮 高 變 化 情

9、 況 及 時(shí) 向 孔 補(bǔ) 漿 ,適當(dāng)加大泥漿的密度和黏度可有效地防止塌孔 , 同時(shí)保 持一定的水頭高度 , 并注意觀察孔內(nèi)泥漿面 , 隨時(shí)檢測泥漿 指標(biāo) ,進(jìn)行調(diào)整 。潮汐退時(shí) ,如漿液漏失嚴(yán)重 ,可采取通過向 漏水層適量投泥球進(jìn)行堵漏的補(bǔ)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(jìn)行 。在 混 凝 土灌注過程中 ,如因意外事故導(dǎo)致灌注時(shí)間過長 ,并遇上漲潮 ,灌注將被迫中斷 ,此時(shí)極易造成斷樁事故 。因此 ,除選 擇 在 潮汐的間歇期進(jìn)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(shí)間 。同時(shí) ,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(shí) , 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(shí)首先應(yīng)穩(wěn)固水上施工平臺 ,采取適當(dāng)?shù)匿撟o(hù)筒頂端高度 和底端埋設(shè)深度 ;其次應(yīng)適當(dāng)采用反循環(huán)的施工工藝以提高 鉆進(jìn)效率 23 倍 ,縮短成孔時(shí)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(jìn)帶來的嚴(yán)重影響 。只要不斷地探索與總結(jié)經(jīng)驗(yàn) ,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(jì)效益 。(責(zé)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(shí)采用熄火打樁 ,進(jìn)入硬的巖石層時(shí) ,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(jī)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(bǔ)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(shí)

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(jì)和規(guī)范要求 。7 體會a) 結(jié)合該段樁基工程的施工 , 認(rèn)為主體工程不但應(yīng)該 有一個(gè)結(jié)構(gòu)合理 、經(jīng)濟(jì)可行的設(shè)計(jì)方案 ,還應(yīng)有一個(gè)相應(yīng)的 切實(shí)可行的施工措施 。這對工程投資 、質(zhì)量 、工期控制有時(shí) 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(yùn)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(yùn)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(yùn)輸多采 用 水 上 運(yùn) 輸 。填 筑 施 工 平 臺 后 , 樁 體 上 岸 難 度 很 大 ,在設(shè)計(jì)或施工投標(biāo)時(shí) ,應(yīng)考慮運(yùn)輸?shù)碾y度和多次轉(zhuǎn)運(yùn)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(jì)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(jì)報(bào)告,謹(jǐn)此致謝 。(責(zé)任編輯 :李潔莉)33 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/