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[摘要]文章結(jié)合工程實例及對基礎(chǔ)處理方案進行技術(shù)管理,介紹了在某閘壩工程基礎(chǔ)處理施工過程中遇到的各種復(fù)雜地質(zhì)情況,針對復(fù)雜基礎(chǔ),采取各種基礎(chǔ)處理方案并有效實施,使基礎(chǔ)處理滿足設(shè)計要求。實踐證明,其各項基礎(chǔ)處理技術(shù)方案是成功有效的,可以對其它類似工程基礎(chǔ)處理技術(shù)管理,有一定借鑒作用。
[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)處理方案;基礎(chǔ)處理技術(shù)管理
1工程概述
某閘壩工程位于某城區(qū)上游約3km處,上游為某峽水利樞紐工程,壩址以上集雨面積5060km2。是一宗以灌溉為主、兼顧發(fā)電和航運等綜合利用的水利工程,工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大(2)型,工程主要由12孔攔河閘壩、左右岸泵站、左岸電站(總裝機容量為12MW)、右岸電站進水閘、電站引水渠道、變電站、兩岸防護堤等建筑物組成。
2工程基礎(chǔ)處理存在的主要問題
(1)圍堰段基礎(chǔ)。工程于2015年9月開工,施工單位進場后開始填筑一期1段土石圍堰,圍堰后效果既要保證堰后正常施工,又要保證能保持一定水位供右岸電站發(fā)電,對圍堰基礎(chǔ)處理防滲的要求較高。圍堰基礎(chǔ)采用高壓噴射灌漿防滲。由于工程地質(zhì)情況復(fù)雜,灌漿防滲效果未達到設(shè)計預(yù)期,堰后滲水量較大,造成基坑內(nèi)難以施工,為查找原因,施工單位申請進行了圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)復(fù)堪及高噴圍井試驗。地質(zhì)復(fù)堪結(jié)論如下:上游橫向圍堰與縱向圍堰YZ0+060~YZ0+113段與初步設(shè)計階段地質(zhì)資料基本吻合,但②-1層砂礫卵石粒徑較初設(shè)勘察略大,該層層底高程較初設(shè)降低??v向圍堰YZ0+000~YZ0+060段屬沖洪積深槽段,在②-1砂卵石層下分布有塊石、漂石夾層,塊石粒徑一般10~15cm,部分≥20cm,層厚8.0~20.3m,厚度變化較大,屬強透水層。(2)電站廠房基礎(chǔ)。堰后基礎(chǔ)開挖工程于2016年2月25日開工,工程分層進行機械土石方開挖,結(jié)合靜爆與140mm大型炮頭鑿除2種方式進行,廠房基礎(chǔ)開挖后,基礎(chǔ)面有軟弱夾層、粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥、基巖出露淺、基巖面較深,巖面起伏大、基礎(chǔ)面軟硬相間,易產(chǎn)生不均勻沉降,有溶洞或溶槽,下伏基巖溶洞發(fā)育,充填物易失穩(wěn),易產(chǎn)生較大沉降。(3)進水閘、引水渠道段基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)場開挖所揭露出的地質(zhì)情況,左岸上游擋墻1(靠近上游段),進水渠擋墻2、3、4的建基面為粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥,有溶槽,局部強風(fēng)化破碎巖體等。(4)攔河閘壩基礎(chǔ)。攔河閘壩在原址重建,拆除原閘壩后,對閘壩基礎(chǔ)工程分層進行機械土石方開挖,結(jié)合靜爆與140mm大型炮頭鑿除兩種方式進行,根據(jù)現(xiàn)場開挖所揭露出的地質(zhì)情況,主要為基巖,巖面起伏大、落差大、局部基礎(chǔ)面軟硬相間,易產(chǎn)生不均勻沉降,有溶槽、軟弱夾層、松動巖塊等。(5)左右岸泵站、變電站、兩岸防護堤等基礎(chǔ)。左右岸泵站設(shè)在兩岸坡頂,變電站設(shè)在尾水渠左側(cè)回填區(qū),根據(jù)現(xiàn)場開挖所揭露出的地質(zhì)情況,主要為砂卵石基礎(chǔ)。
3擬定工程基礎(chǔ)處理方案
3.1圍堰段基礎(chǔ)
圍堰基礎(chǔ)處理防滲是保證下一步施工的重點,該工程圍堰基礎(chǔ)處理是相當難度高,工程處在大江大河中,地質(zhì)條件復(fù)雜,又要保證一定水位發(fā)電,圍堰內(nèi)外側(cè)水頭差較大,不利高噴施工,對防滲是一大考驗。所以,要對圍堰段基礎(chǔ)工程處理方案進行綜合考慮。在施工單位進行了圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)復(fù)勘及高噴圍井試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,對原設(shè)計圍堰防滲方案進行調(diào)整。(1)對地質(zhì)情況變化較大處,應(yīng)加密復(fù)勘孔布設(shè)。(2)壩址上游段圍堰高噴防滲墻底插入相對不透水層深度≥1.5m(土層)或≥0.5m(巖層),高噴防滲墻頂插入黏土心墻深度≥1m。(3)針對地層中含有一定數(shù)量的卵礫石的具體情況,應(yīng)加大高噴擺角、降低提升速度等灌漿參數(shù)以確保高噴防滲墻的施工質(zhì)量,具體高噴灌漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。一期1段上游橫向土石圍堰高噴孔距由1.5m變更為1.25m,閘壩下游縱向圍堰YZ0+113~YZ0+228段高噴孔距由1.5m變更為1m,下游橫向圍堰高噴孔距維持原設(shè)計參數(shù)不變。圍堰龍口位置選定在縱向圍堰與舊閘相接處,合龍過程中,龍口部位將沖刷嚴重,大塊石填筑較多,且龍口位置緊鄰圍堰深槽段,高噴灌漿不適合于此類基礎(chǔ),因此,將縱向圍YZ0+000~YZ0+113段防滲形式由原高噴灌漿變更為2排帷幕灌漿。帷幕灌漿排距2m,孔距:龍口段(YZ0+060~YZ0+113)下游排孔距為2m,其余部分孔距均為2.5m。帷幕灌漿標準為透水率<5Lu。施工單位按圍堰防滲調(diào)整方案進行防滲灌漿施工后,發(fā)現(xiàn)圍堰的滲漏量較大(>1m3/s),無法進行下一步的基坑開挖施工。因此,要對圍堰防滲方案再進一步調(diào)整。(1)在圍堰的上游側(cè)加寬鋪設(shè)彩條布及上壓開挖土料,減少基礎(chǔ)滲流量。(2)縱向圍堰上游段YZ0+33.75~YZ0+000,按孔距1.25m增加一排高噴灌漿。(3)一期上游圍堰YS0+131~YS0+121,按孔距1.25m增加一排高噴灌漿。(4)一期上游圍堰樁號YZ0+113~YZ0+33,按孔距1.25m增加一排帷幕灌漿。(5)縱向圍堰上、下游連接段(舊閘壩基礎(chǔ)處)增加2排帷幕灌漿。此外,施工單位在堰后分段分層開明溝,上鋪設(shè)彩條布,用于攔截仍有少量滲漏的流量,集中引到集水井中抽出堰外,為基坑內(nèi)施工創(chuàng)造干式施工條件。
3.2電站廠房基礎(chǔ)
對基礎(chǔ)面有軟弱夾層、粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥等情況的基礎(chǔ)處理:對局部地段基礎(chǔ)條件不能滿足設(shè)計要求的,采用人工或機械清除干凈后,采取基礎(chǔ)C15混凝土換填方式進行基礎(chǔ)處理;對基巖出露淺、基巖面較深,巖面起伏大、基礎(chǔ)面軟硬相間,易產(chǎn)生不均勻沉降等情況的基礎(chǔ)處理:廠房非基巖部分基礎(chǔ)處理采用PHC—500AB(125)—C80預(yù)制管樁處理,管樁間距2000mm,基巖埋深較淺部位(2.0m以內(nèi))則用C15混凝土回填處理。利用2d時間試樁,經(jīng)靜載試驗合格后取得施工參數(shù)后,開始PHC樁大規(guī)模靜壓施工,約1個月完成靜壓樁施工。然后進行完成挖除壓樁平臺回填料,鋸樁、樁頭插筋、樁芯混凝土回填等。對有溶洞或溶槽,下伏基巖溶洞發(fā)育,充填物易失穩(wěn),易產(chǎn)生較大沉降的基礎(chǔ)處理:溶巖地區(qū)地基處理不宜采用灌注樁,防止溶槽頂部薄壁被擊穿。不宜采用旋噴樁及攪拌樁,因為溶槽填充物多有含卵石粘土,宜采用PHC樁,并使用錘擊方式,因為壓樁機多受場地限制,增設(shè)邊樁機成本較大。PHC預(yù)制管樁施工出現(xiàn)斜樁情況處理:在旁邊補樁。樁基處理因基巖出露不一,會碰到超長樁、短樁、空樁等狀況。超長樁應(yīng)控制在長細比60以內(nèi)。短樁及空樁問題應(yīng)在樁機撤場后開挖至基巖,并回填低標號混凝土,確?;A(chǔ)安全。樁基處理短樁、空樁范圍不可預(yù)見,工程廠房該情況占廠房基坑1/3左右,若果不采用樁基,而采用復(fù)合地基,該狀況可以緩解。廠房基礎(chǔ)處理防滲墻施工:防滲墻采用C25混凝土防滲墻,防滲墻布置于發(fā)電廠房上游樁號廠橫0~033.35位置,墻頂高程84.494m,墻底高程73.394m,墻高11.10m,全長57.294m。防滲墻采取320長臂挖機進行成槽開挖,分兩序進行施工,按照6.0~8.0m左右為一槽段,共劃分為6個槽段進行施工。采取分序分段施工技術(shù)管理,能有效保證防滲墻墻體均勻完整,無泥漿、夾泥、斷墻、孔洞等。廠房基礎(chǔ)處理完成后,能滿足廠房建筑物設(shè)計承載力要求,能滿足廠房建筑物設(shè)計抗滑穩(wěn)定和變形控制要求,能滿足廠房建筑物設(shè)計防滲和滲透穩(wěn)定性要求,能防止在水的長期作用下,地基巖土性質(zhì)發(fā)生惡變情況。
3.3進水閘引水渠道段基礎(chǔ)
對基面為粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥,有溶槽,局部強風(fēng)化破碎巖體等的基礎(chǔ)處理:溶槽內(nèi)的淤泥、局部強風(fēng)化破碎巖體采取人工清理、挖機配合等方式挖除,并將基巖沖洗干凈,采取基礎(chǔ)C15混凝土換填或砂卵石換填方式進行基礎(chǔ)處理,采用砂卵石(卵石∶砂=7∶3)進行換填的,換填深度為1.5m,分層碾壓密實,要求其相對密度不小于0.70(砂卵石換填示意圖)。為滿足設(shè)計承載力要求,對廠房進水渠導(dǎo)水墻的結(jié)構(gòu)進行適當調(diào)整,廠房進水渠導(dǎo)水墻兩側(cè)底板長度由1.5m改為2.5m,護底C1、C2結(jié)構(gòu)尺寸及鋼筋做相應(yīng)調(diào)整。且進水渠前端增設(shè)C25混凝土鋪蓋,覆蓋溶槽;增設(shè)進水渠底板止水銅片。
3.4攔河閘壩基礎(chǔ)
對巖面起伏大、落差大、局部基礎(chǔ)面軟硬相間,易產(chǎn)生不均勻沉降,有溶槽、軟弱夾層、松動巖塊等的基礎(chǔ)處理:巖面起伏、落差大,采用修改攔河閘底板及閘墩底高程,并于建基面增設(shè)抗滑移錨筋,間距2000mm×2000mm,錨桿主要采用手風(fēng)鉆鉆孔,錨桿安放就位后用高強度砂漿灌漿固定,錨桿安設(shè)完成后,用C15混凝土回填至建基面。開挖后若閘壩底板有溶槽出現(xiàn),應(yīng)將溶槽浮渣清理干凈,并回填C15混凝土。局部強風(fēng)化破碎巖體要挖除掉,并將巖面沖洗干凈。開挖過程中超挖部分應(yīng)回填C15混凝土,不允許欠挖。
3.5左右岸泵站變電站兩岸防護堤基礎(chǔ)
這部分建筑物基礎(chǔ)對承載力要求不高,現(xiàn)場開挖主要為砂卵石基礎(chǔ),基礎(chǔ)按設(shè)計常規(guī)處理。
4結(jié)語
綜上所述,該工程復(fù)雜基礎(chǔ)處理技術(shù)管理方案是符合實際的?;A(chǔ)工程處理完成后,保證了基礎(chǔ)面以上建筑物建設(shè)進度正常進行,為整個電站質(zhì)量良好,安全運行,提供了保障,對類似的閘壩基礎(chǔ)處理設(shè)計、施工技術(shù)方面,提供了一定的參考借鑒作用。在實際工程中,應(yīng)具體結(jié)合工程實際情況,綜合考慮各種處理方案是否可靠和適用,在投資方面能否承受,施工條件是否具備條件等方面的情況,科學(xué)選擇基礎(chǔ)處理技術(shù)管理方案,從而保證工程順利實施,保障閘壩工程安全運行。
參考文獻
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作者:何輝 單位:樂昌市防洪排澇工程管理處