預(yù)應(yīng)力砼空心方樁在204國(guó)道中泓涵洞中的應(yīng)用

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預(yù)應(yīng)力砼空心方樁在204國(guó)道中泓涵洞中的應(yīng)用
1、賈玉山 2、孫建軍
一、工程概況
204國(guó)道在新沂河大堤113K處橫穿新沂河，拆橋建涵工程位于中泓與204國(guó)道交匯處，2007年3月，江蘇省水利廳廳長(zhǎng)辦公室會(huì)議對(duì)204國(guó)道漫水橋接長(zhǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，提出在新沂河工程整治工程中結(jié)合排污通道方案研究，原則意見(jiàn)要求一并考慮204國(guó)道中泓橋接長(zhǎng)，并按泓道90m3/s過(guò)水能力的規(guī)模擴(kuò)建。2009年2月，根據(jù)排污專(zhuān)道規(guī)劃方案論證，在204國(guó)道橋位置，河道斷面和控制水位作調(diào)整，河道斷面：沿中泓向兩側(cè)擴(kuò)挖，河底為-1.0m，底寬為75m，邊坡1：4，控制水位為2.98m。因河道斷面和控制水位作調(diào)整，中泓204國(guó)道橋設(shè)計(jì)需作調(diào)整。經(jīng)過(guò)方案對(duì)比，最終選擇拆遷建涵方案。因在水利工程建設(shè)中，尚無(wú)預(yù)應(yīng)力砼空心方樁作地基處理的先例，故本文重點(diǎn)介紹預(yù)應(yīng)力砼空心方樁代替灌注樁在地基工程中的應(yīng)用。
二、工程地質(zhì)條件
場(chǎng)地鉆探深度范圍內(nèi)揭示的土層，按其成因類(lèi)型及土地性狀自上而下共分為10層：
①層（Q4me）：素填土，主要為黃灰、灰黑色粘土，場(chǎng)地普遍分布，厚度2.1～3.0m。
②層（Q4m）：灰色粘土質(zhì)淤泥，含貝殼，流塑狀態(tài)，高壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，厚度8.1～10.6m。
⑤1層（Q3al-pl）：灰黃色粉砂、粉土，局部夾粉質(zhì)粘土薄層，濕，密實(shí)，低壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚1.8m～3.6m。
⑤2層（Q4al）：黃灰色粘土、粉質(zhì)粘土，含砂礓（直徑10-20mm），含量約10%，可塑狀態(tài)，中壓縮性。場(chǎng)地普遍分布，層厚1.4m～2.3m。
⑤3層（Q4al）：黃灰色粘土，夾粉砂薄層，可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚1.7m～3.6m。
⑦層（Q3al）：黃灰色粉土, 含砂礓（直徑10-20mm）含量約10%-20%，濕，密實(shí)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚1.5m～4.1m。
⑨層（Q3al-pl）：灰黃色粘土、粉砂，偶見(jiàn)砂礓，濕，密實(shí)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚3.1m～4.6m。
⑩層（Q3al）：黃灰色粘土、夾粉砂薄層，可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚3.2m～4.4m。
層（Q3al-l）：灰色粘土，軟塑～可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，層厚3.0m～4.9m。
1層（Q3al-l）：淺灰色粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，本次鉆探未揭穿，最大揭示厚度5.8m。
三、方案擬定
因洞身及翼墻坐落在②層上，該層為粘土質(zhì)淤泥，土質(zhì)較差，地基承載力僅為45KPa，為滿足洞身和翼墻穩(wěn)定和承載力要求，減少沉降，需進(jìn)行地基處理，根據(jù)工期、投資等綜合因素，經(jīng)過(guò)方案比選，通過(guò)承載力復(fù)核驗(yàn)算，涵洞和翼墻下采用φ40預(yù)應(yīng)力砼空心方樁地基，涵洞底板下樁間距為1.40m，翼墻底板下樁間距為1.6m，樁底高程為-14.6m。
四、工程施工
工程采用16t汽車(chē)吊把樁送到樁機(jī)附近，用樁機(jī)自身卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引至樁位，選用錘重2.5t步履式柴油打樁機(jī)。
施工工藝流程：樁位放線→樁機(jī)就位→起吊預(yù)制樁→穩(wěn)樁→打樁→送樁→中間檢查驗(yàn)收→移樁機(jī)至下一個(gè)樁位
樁位放線：根據(jù)軸線放出樁位線，用短木樁打好定位樁，并用石灰作出標(biāo)志。在施工圖中對(duì)管樁樁位逐一編號(hào)，做到不漏號(hào)，在施工過(guò)程中不間斷的對(duì)定好的樁位進(jìn)行校核，防止因打樁導(dǎo)致泥土擠壓使樁位發(fā)生偏移。
樁機(jī)就位：樁機(jī)就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，機(jī)身保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)。
起吊預(yù)制樁：先栓好吊樁用的鋼絲繩和索具，然后捆住樁上端吊環(huán)附近處，一般不超過(guò)30cm，再啟動(dòng)機(jī)器起吊預(yù)制樁，使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入土中，再在樁頂扣好樁冒或樁箍。
穩(wěn)樁：用較小的落距冷錘1-2次，樁入上一定深度，再使樁垂直穩(wěn)定，用線錘雙向校正。樁插入垂直度不超過(guò)0.5%。樁在打入前，應(yīng)在樁頂側(cè)面或樁架上設(shè)置標(biāo)尺，以便觀測(cè)、記錄。
打樁：打樁應(yīng)重錘低擊，錘的最大落差不宜超過(guò)1m，打樁機(jī)錘應(yīng)跳動(dòng)正常。
送樁：用木樁或橡膠墊塊等軟性材料把樁送到設(shè)計(jì)高程。
五、問(wèn)題處理
本工程距離高架橋灌注樁較近，在工程施工時(shí)可能對(duì)其造成一定的影響。
（一）影響及破壞機(jī)理
壓樁對(duì)周邊環(huán)境的破環(huán)主要是由于因壓樁產(chǎn)生的應(yīng)力作用，使得土體發(fā)生水平和垂直位移造成的。擠壓應(yīng)力的傳遞主要是通過(guò)樁周土體傳遞，當(dāng)擠壓應(yīng)力大于樁周土體的抗力時(shí)，不可避免地順應(yīng)力傳遞方向造成土體較大側(cè)向位移并向遠(yuǎn)處幅散減弱，影響范圍可達(dá)15～20m。
（二）應(yīng)對(duì)措施
1、采用在距相鄰建筑物4.0米處開(kāi)挖2.0m深，底寬0.5m，溝長(zhǎng)3m，邊坡系數(shù)2的應(yīng)力釋放溝，以減少地基土體的側(cè)向位移對(duì)灌注樁差異變位的影響。
2、選擇先行施工臨近建筑物最外側(cè)的樁，從臨近建筑物處逐步向厚施工。
3、在臨近建筑物處施工時(shí)，控制每天都打樁數(shù)量，便于土層中應(yīng)力能夠逐步得到釋放；避免24小時(shí)不間斷打樁，給土體位移增加值一定的回落時(shí)間，避免擠土效應(yīng)引起的土體水平、垂直位移一直增加不回落。
六、結(jié)束語(yǔ)
204國(guó)道橋中泓涵洞工程位于行洪河道內(nèi)，采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼空心方樁大大縮短了工程工期，有效的保證了工程如期完成。通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力空心方樁高、低應(yīng)變的抽檢，樁身完整性均為I類(lèi)樁，高應(yīng)變承載力檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求；沉降觀測(cè)資料表明，地基最大不均勻沉降11mm，根據(jù)觀測(cè)資料分析，所有沉降均趨于穩(wěn)定。涵洞運(yùn)行情況良好。
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