1 工程概況
茂名熱電廠5# 機(jī)冷卻水塔淋水面積達(dá)5500m2,高度達(dá)到120m,外型呈雙曲線形的特種結(jié)構(gòu)。冷卻水塔的環(huán)基基礎(chǔ)位于淤泥、沖質(zhì)粉質(zhì)粘土(砂層)及礫砂巖層,設(shè)計(jì)采用44根φ2000mm的人工挖孔樁來(lái)支持冷卻水塔的上部結(jié)構(gòu),單樁深度在8.5m~16.5m之間,樁底要求進(jìn)入微風(fēng)化巖層2000mm。
2 人工挖孔樁施工技術(shù)方案的選擇[1]
根據(jù)冷卻水塔區(qū)域的地質(zhì)報(bào)告和試樁情況綜合研究分析,44根人工挖孔樁中,約有一半左右位于淤泥、流砂層厚度≤2000mm的地段,施工難度不大,采用常規(guī)護(hù)壁便可成孔;而另一半位于淤泥、流砂層厚度>2000mm的地質(zhì)復(fù)雜地段,場(chǎng)內(nèi)地下水極為豐富,采用常規(guī)護(hù)壁方法來(lái)施工,進(jìn)度相當(dāng)緩慢或根本無(wú)法成孔,只能采用鋼護(hù)筒或外加鋼板樁才能成孔。
3 人工挖孔樁施工的護(hù)壁技術(shù)[1]
3.1 淤泥、流砂層厚度≤2000mm地段人工挖孔樁的護(hù)壁技術(shù)
根據(jù)試樁的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于淤泥、流砂層厚度≤2000mm地段的人工挖孔樁,采用常規(guī)的混凝土護(hù)壁來(lái)施工,容易成孔,節(jié)約護(hù)壁成本。
3.1.1 混凝土護(hù)壁模板采用厚度δ=4mm的組合式鋼模板拼裝組合而成,拆上節(jié)而支下節(jié),循環(huán)周轉(zhuǎn)使用,上下設(shè)兩對(duì)半圓組合的鋼圈頂緊,不另設(shè)支撐,鋼圈之間用專用扣扣緊。
3.1.2 每一施工段高度,一般取0.8m~1.0m左右,護(hù)壁中插入φ14~φ16的豎向鋼筋,間距取500mm;橫向則用φ14~φ16的園鋼來(lái)加固,間距取300mm。
3.1.3 混凝土用攪拌機(jī)攪拌,采用C25混凝土,坍落度取60mm~80mm,混凝土用吊桶運(yùn)入人工澆筑,用鋼管振搗密實(shí)。
3.2 淤泥、流砂層厚度>2000mm地段人工挖孔樁的護(hù)壁技術(shù)
淤泥、流砂層厚度>2000mm地段,地下水極為豐富,采用常規(guī)護(hù)壁方法來(lái)施工,流砂塌孔嚴(yán)重,施工進(jìn)度相當(dāng)緩慢,或根本無(wú)法形孔,只能采用成本較高、施工技術(shù)要求高的鋼護(hù)筒來(lái)護(hù)壁。
3.2.1 鋼護(hù)筒的制作
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和理論計(jì)算,需要下鋼護(hù)筒的地段,淤泥、流砂層的厚度一般為4m~6m之間。因此,鋼護(hù)筒一律采用δ=12mm厚的A3鋼板卷制而成,按6m、4m和2m的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度定尺加工。第一節(jié)一般采用6m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)下沉,可根據(jù)實(shí)際需要,用4m或2m高度標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接駁至實(shí)際需要高程。
3.2.2 鋼護(hù)筒與振動(dòng)錘的連接
鋼護(hù)筒與75KW電動(dòng)振動(dòng)打樁錘的連接采用"法蘭+焊接"的剛性連接方式,用50T履帶吊作為起吊設(shè)備。
3.2.3 鋼護(hù)筒的測(cè)量定位
樁位放樣完畢,經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后,應(yīng)進(jìn)行人工或機(jī)械的預(yù)挖孔,孔徑略大于護(hù)筒外徑,挖深1m~2m,然后垂直起吊第一節(jié)鋼護(hù)筒到預(yù)挖的孔位中。
3.2.4 鋼護(hù)筒的下沉
鋼護(hù)筒下沉前,做好一切準(zhǔn)備工作,以保證鋼護(hù)筒下沉工作的連續(xù)進(jìn)行,保證鋼護(hù)筒能順利下沉到巖層之中去,盡量減少中途的停頓時(shí)間,防止淤泥、流砂層的固結(jié),加大下沉的阻力,從而增加下沉的難度。下沉過(guò)程中,注意檢查鋼護(hù)筒的中心線和垂直度,以免中心線和垂直度偏差超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)而返工。
3.3 復(fù)雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁護(hù)壁技術(shù)
施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn),有6條挖孔樁所處地段的淤泥、流砂層厚度達(dá)6m~8m之厚,淤泥、流砂層下面的強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖層較薄,僅有100mm~200mm之間,巖層面傾斜不平;或者缺少阻水性良好的粘性土過(guò)渡層,鋼護(hù)筒無(wú)法插入致密堅(jiān)硬的微風(fēng)化巖層之中去。這樣,在鋼護(hù)筒與巖層個(gè)別地方之間存在著淤泥、流砂的夾層,形成淤泥、流砂的通道,在外側(cè)水壓力作用下,當(dāng)挖到這層夾層時(shí),大量的淤泥、流砂涌入孔內(nèi),根本無(wú)法往下挖,還有可能危及孔內(nèi)作業(yè)人員的人身安全。
3.3.1 處理方法
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和充分論證,在鋼護(hù)筒外側(cè)800mm~1000mm的四周打入進(jìn)口拉森Ⅲ型鋼板樁,鋼板樁之間盡量鎖上口,個(gè)別無(wú)法鎖口處,再在外側(cè)加打一根鋼板樁,形成封閉的止水、止淤泥、止流砂的保護(hù)圈。由于進(jìn)口鋼板樁的剛度較大,斷面較小,較容易打入中風(fēng)化的巖層之中去,從而阻斷了淤泥、流砂的通道,減少了孔內(nèi)的開挖量,加快了施工進(jìn)度。
3.3.2 孔內(nèi)挖土過(guò)程中,當(dāng)挖到淤泥、流砂層時(shí),分段高度一般為0.4m~0.5m,以最快的速度,澆筑一圈混凝土護(hù)壁,防止淤泥、流砂的滲入。