混凝土灌注桩在布吉河粤宝路河段改造工程中的应用.pdf

设计与施工 水利规划与设计 2 0 1 1 年第 6期 混凝土灌注桩在布吉河粤宝路河段 改造工程中的应用 尚常清 ( 四平 市 水利勘 测设 计研 究院 吉林 四平 1 3 6 0 0 0 ) 【 摘 要】 混凝土灌注桩 由于造价低 廉 、施 工简 单、受力 相对 可靠 、并能适 应 各种地 质 条件 ，广 泛应 用于 交 通 、建筑 、水利等个行 业结构及基础处理 。作 为桩基 普遍采 用的一 种形式——钻孔 灌注 桩 ，在现阶段 的水利 施 工 中得到 了广泛应 用。 【 关键 词】 城市河道灌注桩挡墙应 用 【 中图分类号】T V2 2 3 ． 2 2 【 文献标识码l C 【 文章编号l 1 6 7 2 —2 4 6 9( 2 0 1 1 )0 6 —0 1 0 9 一o 2 【 D0I 编码】 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 —2 4 6 9 ． 2 0 1 1 ． 0 6 ． 0 3 1 二十世纪 9 O年代以来 ，混凝土灌 注桩被广泛 应用于建筑软土地 基处理 ，以提高地基 的承载能 力。近年来应用于水利工程中可以作为护岸永久性 挡墙 ，尤 其是 临近街 道 、重要 建 筑物 等无 法开 挖 的 河道 ，混凝土灌注桩的优越性十分突出。 1 工程概 况 布吉河 中上游所在 的布吉街 道位于深圳市 中 部 ，特 区北 侧 ，南邻 罗 湖 区 ，是 深圳 市重 点工 业卫 星镇 ，为改善布吉河水环境 ，深圳市 、龙岗区两级 政府决定兴建布吉污水处理厂，规划厂址拟建于规 划嘉兴路～现状粤宝路之间地块 ，厂区用地 占用布 吉河现状河道 ，需对布吉河粤宝路河段作为布吉污 水厂 的配套 同时进 行 。 本工 程任 务 是 ：本工 程属 布 吉河 污水 处理 厂厂 区外配套工程 ，为满足布吉污水处理厂建设需要 ， 需进行厂区外进厂总管建设和河道综合治理，使河 道经改造 后满足设计 防洪要求 、改善河道 生态环 境 ，从 而提升 区域 地 产价 值 。 布吉河中游河段在铁路桥分水 口以下由明渠段 和铁 路西 分流 箱涵 二条 渠 道组 成 ，防洪 标准 ：布 吉 河粤宝路河段防洪标准为 1 0 0年一遇洪水设计，设 计 分 洪流 量 Q 为 2 6 5 m。 ／ s 。 2 工程地质 根据勘察成果资料 ，场地内地层 自上而下分别 为 ：第 四 系人 工 填 土 层( Q 4 ) 、第 四 系 冲 洪 积 层 ( Q4 ‘ ) ，第四系残坡积层( Q4 )和侏 罗系中 统塘厦群中亚群( J t n ) ，具体描述如下： ① 第 四系人 工 填 土 层 ( Q4 ) 。人 工 填 土 为杂 填土和素填土，分布广泛 ，每个钻孔均有揭露 ，由 砂砾质粘土、砾砂、石块混合堆积而成 ，块石为花 岗岩 ，大小不均 ，大者几十公分，小者数公分 ，棱 角状～次棱角状 ，坚硬 ，填土层结构一般较松散。 干燥 ～ 稍 湿 ，堆 积 年 限 1 O年 ，该 层 属 强 透 水 层 。 最大 厚度 8 ． 8 m，最 小 厚 度 1 m，底 板 高 程 在 1 3 ． 3 ～ 1 9 ． 4 2 m 之 间 。 ②第 四系 冲洪 积层 ( Q4 ) 。② 一 1粉质粘 土，黄褐色，红褐色 ，粘结紧密，硬塑 ，饱和，手 不易掰开 ，呈透镜体分布 ，主要分布在粤宝路段 ， 最 大厚 度 3 ． 3 m，最 小 厚 度 1 m。② 一 2砂 卵 砾 石 层，黄褐色一灰色，一般为古河床冲积物 ，上部含 粘性土 ，粒度 自上 而下为粗砂砾 、砾砂 ，卵石不 等，几乎每个钻孑 L 均有分布，稍密一中密 ，最大厚 度 5 ． 6 m，最小厚度 0 ． 5 m。高程相 差较大，一般 为 l 1 ． 9 3 ～ 1 5 ． 2 4 m。 ③第 四 系残 坡 积层( Q 4 ) 。为 砂 质粘 性 土 ， 黄褐色一红褐色 ，色杂，呈土状，为粉质粘土、粘 土 ，湿 ，可塑 一硬 塑 ，由泥质粉砂 岩风化残积 而成 。 ④侏罗系中统塘厦群中亚群 ( J t n ) 。为一套 内陆湖泊相砂泥质碎屑岩建造，岩性以灰 白、灰绿 色中厚层状长石石英砂岩、石英砂岩、紫红色砂质 作者简介 ：尚常清 ( 1 9 8 4年一 ) ，男 ，助理工程师。 l 09 设 计 与施 工 水利 规划 与设 计 2 0 1 1年 第 6期 泥 岩 、硅质 泥岩 为主 ，钻 孔 自上 而下揭 露 的有 ： ④ 一1全 风 化 泥 质 粉 砂 岩 夹 砂 质 砾 岩 ，黄 褐 色 ，由泥质粉砂岩 风化而成 ，呈土状 ， 一 u 为粉 质粘 土 、粘 土 ，湿 ，可塑 一硬 塑 ，原岩 结构 清 晰 ，局 部 夹强风化泥质粉砂岩块石 ，最小厚度 5 8 m。每 个 钻孑 L 均 有揭露 。 ④一2 强风化砂岩 ，黄褐色一青灰色，由全风化 砂岩夹强风化岩块组成 ，坚硬 ，取芯 困难 ，采取率较 低 ，主要分布在 Z K 1 4 、Z K1 2 号孔，厚度 2 ． 2 ～3 m。 ④ 一3弱风 化砂 质 砾岩 ，灰 ～青 灰 色 ，角 砾 状 结构 ，胶 结 物 为 泥 质 、钙 质 ，坚 硬 ，砾 石 多 呈 圆 状、次圆状、次棱角状 ，大小不等 ，3 ～5 c m居多， 可见陡倾角节理，方解石微脉充填 ，裂面一般较新 鲜 ，主要分布在 Z K1 2号孔，厚度不详 。 根据取样进行试验资料分析 ，主要物理力学指 标建议值如下表 1 。 表 1 岩 、土层物理 力学指标 参数建议值表 土 层 承载力 含 湿密度 于密度 压缩模 内摩 凝聚力 渗透系数 标准值 水量 D 0 p d 量M 擦角 C k 名称 ( k P a ) ∞ g ／ c m0 g ／ c m。 E s 1 —2 0 ( 。 ) k P a c m／ s 人 工 3 1 0一l 9 0 ～ 1 1 0 3 ． 0 ～ 6 1 4 ～ 2 C l 0 ～ 2 0 填土 ～31 O ～ 砂卵砾 2 0 0 3 5 1 ． 8 1 ． 3 7 3 4 0 j ． 0 1 O_ - 石 层 残破 2 0 0～ 2 2 0 2 9 1 ． 9 1 ． 5 4 ． 9 1 7 2 3 S ．6 1 0～ 积 土 全风化 2 2 0 ～2 5 0 2 7 1 ． 9 1 ． 5 4 ． 9 1 8 2 3 B ． 61 O 一 3支护方案及结构 由于河道位于城区， 受地形及交通制约 ， 靠近粤 宝 路 侧无 法放 坡开 挖 ， 同 时施 工 期 间 不 得 影 响 已建 分流箱涵和地下市政管线。由于该侧临近范围均为 地下构筑物， 无法采用锚杆 、 土钉等支护措施。本阶 段 比较了钢板桩支护和悬壁式排桩支护两个方案 ， 经计算 ， 由于钢板桩刚度较小 ， 桩顶水平位移较大 ， 无法满足设计要求 ， 且基坑下部岩性变化大 ， 以强风 化岩为主 ， 钢板桩 施工 困难 ， 加之钢板 桩为定型 厂 品， 为 1 2 m 长， 无法满足本工程支护长度。因此本 阶段推荐采用单排悬壁钻孔灌注桩支护， 将 该支护 作为永久性建筑物设计 。 基坑深约 6 ～8 m， 考 虑周边为重要 市政管线 ， 故对该基坑作为 1级进行设计 ， 要求桩顶最大水平 位移为 0 ． 0 0 2 5 h 。并严格控制地面沉降 。 计算控制工况为 ： 竣工工况 ， 墙前无水 ， 墙后为 地下 水 。地 面超 载 2 0 k N／ m 。 计算方法 ： “ 理正深基坑支护结构设计软件 f 一 1 1 0 s p w4 ． 1 ” 。计算结果见下表 2 。 表 2支护结构计算成果表 计算 基坑 入土 稳定安全 抗倾覆 桩顶水平 计算配筋 深度 深度 备注 断 面 系数 安全系数 位移 ( mm) ( mm ) ( m ) ( m ) 0 +5 5 C 6 8 ． 5 2 ． 5 3 1 ． 2 2 5 8 ． 2 2 7 5 O O 兼做岸墙 经计算 ， 桩号 0 +4 8 2 ～O +5 8 9左岸采用灌注桩 挂钢 筋混 凝 土 面 板 护岸 支 挡 结构 。灌 注 桩采 用 ~ 1 2 0 0名满水下 C 3 o钻孔灌注桩 ， 间距 1 ． 5 m， 桩长 1 4 ． 5 m( 包 括 冠 梁 ) ， 桩 端 支 撑 在 强 风 化 层 。桩 顶 设 宽 1 ． 2 m 高 l m 冠梁 ， 冠梁 顶高程 2 1 ． 0 0 m， 冠梁每 1 0 m 设 一道 伸 缩 缝 ， 内填 沥 青 杉 板 ， 冠 梁 顶 设 仿 木 栏杆 。在 灌 注 桩 冠 梁 预 留 ( p 2 O钢 筋， 水 平 间 距 1 ． 5 m， 竖直 间距 0 。 6 m， 在每根 灌注桩上 锚 ( p 2 0钢 筋 ， 水平 间距 1 ． 5 m， 挂 ( p 6 @2 0 0钢 筋 网 。混 凝 土 强 度等级均为 C 3 0 ， 饰面处理 同挡墙段 。桩问排水带 设 0 ． 3 m 厚 碎 石 砂 ， 碎 石 砂 与 混 凝 土挡 板 间设 聚 乙 烯 闭孔 泡 沫 板 。桩 间 设 二 排 1 O 0排 水 花 管 ， 外 包 无纺 布 ， 水平 间距 1 ． 5 Y n ， i 一1 ／ 1 0 。 4 钻 孔灌注桩施工方法 钻 孔灌 注 桩 ： 位 于粤 宝路 西侧 ， 根据 设 计桩 位 定 孔， 平整场地 ， 构筑施工平台。施工工艺： 平整场地、 填 筑施 工平 台一 桩位放 线一 开挖浆 池 、 浆沟一埋 设护筒 一 钻机就位、 孔位校正一成孔、 泥浆循环、 清除废浆、 泥 渣一清孔一吊装钢筋骨架一设立导管一灌注水下混凝 土一拔除护筒一 桩机移 位一下一桩孔施工 。 施工时采用 回旋钻机钻孔 ， 泥浆护壁， 钻至设计 标高或桩长后 ， 由监理 和设 计人员 现场验收后 ， 清 孔 ， 利用 钻 机起重 系 统 吊放钢筋 笼 ， 再 浇筑水 下 混凝 土 ， 浇 筑时应连续作业 。为防止塌孔 ， 要求跳孑 L 施 工 。对于兼做永久性岸墙 的排桩 ， 要求进行小应变 和抽芯检测 ， 合格后方可进行岸墙墙面施工 、 装饰 。 5 结束语 在 灌 注 桩施 工 过 程 中 ， 严 格按 施 工 实 施 细则 要 求 ， 按工序进行质量控制 ， 坚持每道工序实施检查验 收许 可制、 成桩辅以适 当的检测方法 ， 就能保证混凝 土灌注桩质量。 参考文献 1 建筑桩基技术规范 ( J G J 9 4 --2 0 0 8 ) ．中国建筑工业出版社 2 华南工学 院等编 ．地基 与基 础 ．中国建筑工业 出版社 3 朱之基主编 ． 混凝 土灌 注桩质量无损检测技术 ．北 京人 民交通 出版社 ． 1 9 9 3 4 建筑地基基础设计规 范 ( G B 5 0 0 0 7 —2 0 0 2 )