2.中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司 上海市 200940
摘要：隔水墙作为船闸的重要组成部分，主要目的是防止河流动水或调开泄水建筑物冲向引航道的下泄流量，使引航道内形成静水区，引航道口门区的流速流态达到通航要求的标准。其结构型式多种多样，有重力式、墩板式等。本文以实际工程为例主要对大直径灌注桩在船闸隔水墙上的应用进行了探讨。
关键词：大直径灌注桩；船闸隔水墙；施工方案
引言
新沟船闸隔水墙位于船闸和泄水闸之间，主要受力为水流力，一侧为动水、一侧为静水，水平力较小。为降低造价宜采用结构简单，施工方便的墩板式结构。承重墩的型式采用2.5m灌注桩上接2.5混凝土柱，满足以上要求。
1.工程概况
汉北河航线是汉江的一级支流，通往以石膏、盐化工闻名的云梦、应城地区，石膏、盐化工产品和汉北地区出产的农产品是两河流的主要运输货种。腹地京山、天门等地是湖北省重要粮食生产区，每年都有部分粮食通过水运方式运至长江沿线地区。
船闸布置在节制闸和既有船闸之间的隔流岛上，船闸轴线距节制闸中心线86.6m，船闸纵轴线垂直于枢纽轴线。船闸第7段闸室与新建节制闸平齐。船闸引航道平面布置为不对称式，曲线进闸、直线出闸（见图1）。
上、下游引航道左侧为主导航墙及靠船墩，右侧为辅导航墙及隔水墙。主导航墙平面为Y=X/6直线，隔水墙分别长221m，205m。隔水墩柱直径2.5m，柱高16.55m，灌注桩长30m。
图1船闸平面布置
2.地质条件
根据区域地质资料及本次勘察钻探资料，船闸区分布的主要地层岩性为①层素填土、②层粉质粘土、③层粉质粘土、④层粉砂、⑤层粉质粘土、⑥层粉砂、⑦层砾砂、⑧层圆砾、⑨层粉砂及⑩层粉质粘土。
①粉质粘土（Q4al）：灰色，很湿，软塑，局部可塑状，局部夹粉砂或粉土，可搓2-3mm泥条，切面稍有光泽，无摇振反应，干强度与韧性一般，捻之稍有砂粒感，揭露厚度4.10～21.50m，层顶标高12.70～23.46m，全场地均有分布。
②粉砂（Q4al）：灰色，稍密，局部松散状，饱和，由粉砂夹泥质条带、云母等组成，摇振反应迅速，揭露厚度2.30～13.80m，层顶标高-0.60～17.06m，全场地均有分布。
③粉质粘土（Q4al）：灰色，湿，软塑，局部夹粉砂条带，无摇振反应，干强度与韧性均一般，揭露厚度0.50～8.00m，层顶标高-2.90～12.70m，局部分布。
④粉砂（Q4al）：灰色，以中密为主，局部稍密或密实状，饱和，局部夹泥质条带、云母等组成，摇振反应迅速,揭露厚度2.30～31.50m，层顶标高-7.77～6.36m，全场分布。
⑤砾砂（Q4al）：灰色，中密，局部密实状，饱和，由砾砂夹卵石、圆砾组成，砾砂约占60-80%，揭露厚度1.30～18.70m，层顶标高-30.80～-18.77m，局部分布。
⑥圆砾(Q4al)：灰色，中密，局部稍密状，由粉细砂，园砾、卵石等混合级成，其中园砾占50-60%，粒径2-15mm,卵石约占20%左右，粒径20-40m，粉细砂及其它约占20-30%左右，圆砾、卵石成分以砾岩及石英质为主，揭露厚度0.60～21.40m，层顶标高-44.30～-17.40m，局部分布。
表1桩基础设计参数建议值
3.隔水墙结构
上游墩板式隔水墙全长221.0m。由14个墩14块板组成，墩和板均采用C30混凝土。墩采用φ2.5m，长20.0m的钻孔灌注桩和φ2.5m圆柱墩结构。钻孔灌注桩底标高-2.85m，圆柱墩顶标高26.50m。墩间板尺寸14.5m×9.35m×0.6m(长×宽×厚)。
下游墩板式隔水墙全长205.0m。由13个墩13块板组成，墩和板均采用C30混凝土。2墩采用φ2.5m，长30.0m的钻孔灌注桩+φ2.5m圆柱墩结构。钻孔灌注桩底标高-18.65m，圆柱墩顶标高27.90m。墩间板尺寸14.5m×16.55m×0.6m(长×宽×厚)。
式中Qd——单桩轴向抗压承载力设计值（kN）；
γR——单桩轴向抗压承载力分项系数，取1.55。
U——桩身截面周长（m）；
ψsik、ψp——桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数，当桩径不大于0.8m时，均取1.0，当桩径大于0.8m时，可按表（0.8/d）1/5和0.8/d）1/4取值。
qfi——单桩第 i 层土的单位面积极限侧摩阻力标准值；
li——桩周第 i 层土的厚度；
qR——单桩单位面积极限桩端阻力标准值（kPa）；
Ap——桩端面积（m2）；
经计算上、下游灌注桩单桩轴向抗压承载力设计值分别为5238kN，3960kN。上部荷载为 Kn,满足设计要求。
4.施工方案
根据地质情况采用250cm正反循环桩机（型号为GF-350）进行施工，泥浆护壁，导管法水下浇筑混凝土，混凝土拌合物通过混凝土搅拌运输车直接卸进浇筑漏斗。以下对重点工艺进行介绍。
4.1护筒埋设
护筒采用钢护筒，厚度6mm，直径2.8m，采用振动锤埋设，埋设深度2～3m，护筒顶高程高出原地面30cm，护筒就位后在护筒四周分层回填粘土并夯打密实。夯填时对称匀称，防止护筒位移。护筒中心与桩孔中心偏差控制在2cm以内，埋设垂直度偏差控制在1%以内。
4.2泥浆制作
在两墩中间设一组泥浆池和沉淀池，并用循环槽连接，供两墩共用。选用水化快、造浆能力强、粘度大的粘土制浆，施工过程中根据地层和钻孔过程适当调整泥浆性能，保证孔壁完好。当施工在地下水丰富或有承压水的粉细砂层时采用膨润土添加羧甲基纤维素钠和水解聚丙烯等措施保障泥浆性能技术指标满足施工需要。泥浆比重控制在1.1～1.3之间，一般地层黏度控制在16～22s，松散易坍塌地层为19～28s，砂率控制在4%以内，胶体率不小于95%，PH值大于6.5。
4.3导管法灌注水下砼
钢筋骨架定位后，立即吊装导管。导管事先经过试拼和水密承压接头抗拉等试验合格后使用。导管内径300mm，每节长度为80～200cm，最下面一节导管长度不小于4m，并配1-2节长1.0-1.5m短管，由管端粗丝扣法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，导管下放的长度距孔底0.3-0.4m。
混凝土采用商品混凝土，混凝土罐车运输至现场。砼灌注前，再次检查沉渣厚度，沉渣厚度不满足要求则需采用二次清孔。封底时首批砼必须满足导管初次埋深1m以上。灌注过程中，导管埋深保持在2-6m之间，砼坍落度控制在18-22cm之间，灌注的桩头比设计高1m。5.结论
（1）船闸隔水墙中采用墩板式结构，结构简单，可以降低造价和施工难度，是一种较好的结构型式。
（2）目前，该工程隔水墙已完成施工，采用声波透射法检测，桩身完整，Ⅰ类桩数量占80%，施工情况良好。
（3）大直径灌注桩在粉质粘土、粉砂土层中可采用反循环钻机进行施工，护壁泥浆比重较大，每根工期在2天左右，施工效果良好。
参考文献
[1]《船闸设计》，王作高，1992年10月.《汉北河新沟二线船闸工程工程施工图设计》，湖北省交通规划设计院，2016年6月.
[2]《汉北河新沟二线船闸工程岩土工程勘察报告》（详勘阶段），湖北中南勘察基础工程有限公司，2011年11月.
[3]《港口工程桩基规范》JTS167-4-2012.
论文作者:胡峰军1,杨洪祥1,李建臣2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/20
标签：船闸论文; 标高论文; 粘土论文; 导管论文; 局部论文; 厚度论文; 混凝土论文; 《防护工程》2017年第32期论文;