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        巖堆體整治工程中抗滑樁水下混凝土灌注工藝

        2021-06-22 01:01:36耿長亮
        設(shè)備管理與維修 2021年10期
        關(guān)鍵詞:堆體塔吊抗滑樁

        耿長亮

        (中鐵十九局集團第五工程有限公司,遼寧大連 116100)

        0 引言

        國家高速公路蘭海高速(G75)渭源至武都段工程化馬隧道出口位于巖堆體坡腳,為保證施工及運營期間的巖堆體穩(wěn)定,須對出口巖堆體進行預加固處理??够瑯恫捎么蠼孛娉L設(shè)計施工,由于巖堆體自然坡度較陡,施工作業(yè)面狹窄,加之在施工過程中抗滑樁內(nèi)出現(xiàn)承壓水,導致開挖及后期大體積連續(xù)性混凝土澆筑施工難度極大,施工單位通過采用抗滑樁支架卷揚機水下混凝土灌注技術(shù),解決了狹窄空間內(nèi)大體積連續(xù)性水下混凝土灌注技術(shù)難點,技術(shù)新穎、操作簡單,可為同類工程施工提供參考依據(jù)。

        1 工程概況

        化馬隧道全長3860 m,左、右洞分離通行,為全線最長隧道,是控制工期性重難點工程。隧道出口巖堆密布,巖堆自然坡度較陡(15°~40°),巖堆體主要為碎石,松散~稍密,稍濕,巖堆體下伏基巖為壓碎灰?guī)r,厚10~35 m。

        巖堆體整治工程主要采用設(shè)置在隧道一側(cè)坡腳的三排抗滑樁和錨索樁對其進行預加固處理。

        2 抗滑樁基巖滲水地質(zhì)分析

        在樁基開挖過程中,1#—6#、9#—16#樁內(nèi)均出現(xiàn)基巖裂隙水,且為有壓清水,平均樁內(nèi)出水量120 m3/d,最大出水量為150 m3/d。

        施工區(qū)域表面風化剝蝕嚴重,植被發(fā)育,坡腳為雎水河,常年有水,夏秋多暴雨屬中山暖溫帶,雨季為每年的5—9 月,年降水量400~670 mm。地表水受降雨控制明顯,雨季流量大,且地表為松軟土(粉土)、淤泥質(zhì)粉砂、卵石土,角礫土、塊石土等,透水性良好。地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示,抗滑樁樁底均伸入基巖壓碎灰?guī)r中,且樁底標高與雎水河地下水位線齊平。樁底開挖揭示其呈灰色、灰白色,原巖為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),巖體呈碎裂、鑲嵌結(jié)構(gòu),巖質(zhì)堅硬,性脆,局部裂隙發(fā)育。

        結(jié)合現(xiàn)場樁內(nèi)出水實測結(jié)果分析可得,1#—6#、9#—16#樁內(nèi)出水均在樁底標高以上12~18 m,受基巖壓碎灰?guī)r裂隙發(fā)育影響,形成與地下水局部聯(lián)系,且受地表降水補給,下伏基巖中裂隙水含量較多,加之由于抗滑樁均為特長樁身,在水位線標高以下樁內(nèi)表現(xiàn)為有壓裂隙水,并且水量在施工過程中表現(xiàn)為涌出量較大,如圖1 所示。

        圖1 隧道出口巖堆體抗滑樁內(nèi)出水

        3 水下混凝土灌注技術(shù)

        3.1 抗滑樁總體施工組織順序

        根據(jù)化馬隧道出口巖堆體整治施工組織調(diào)整,對巖堆體整治項目進行方案優(yōu)化和調(diào)整,通過與業(yè)主、設(shè)計單位溝通協(xié)調(diào),調(diào)整整體加固措施的施工順序,由原“自上而下”調(diào)整為“由下而上”的施工組織。

        根據(jù)現(xiàn)場實際情況,為降低琵琶寨大橋0#臺承臺開挖邊坡施工風險,確定先施工1#、3#、5#、9#、11#、13#抗滑樁施工,在汛期前完成混凝土澆筑,保證施工安全;同時考慮到后期高陡坡施工材料運送等原因,計劃在9#樁基安裝塔吊,故首先要確保9#樁基施工進度;總體樁基施工采用間隔施工順序,隧道左線左側(cè)1#—8#樁與隧道左線左側(cè)9#—16#樁區(qū)域施工完畢后,最后施工頂部17#—29#樁。

        3.2 抗滑樁水下混凝土澆筑技術(shù)要點

        根據(jù)施工過程中樁內(nèi)出水情況,施工過程中需加強抽排水措施,同時確保樁底開挖深度滿足設(shè)計要求,且樁底表面平整無虛碴[1];鋼筋綁扎完畢后即可停止抽排水,做好混凝土澆筑前的施工準備工作。以9#樁基施工為例,介紹抗滑樁水下混凝土澆筑步序和技術(shù)要點。

        3.2.1 混凝土澆筑施工準備工作

        根據(jù)施工現(xiàn)場調(diào)查和分析,已施工完畢的抗滑樁內(nèi)存在有壓裂隙水,經(jīng)初步勘測水深約為12 m,且通過近期水泵抽排水量估算水量較大且出水點位置預測在30 m 以下。按照施工組織要求和現(xiàn)場場地勘察,需提前做好9#抗滑樁場地混凝土罐車行車坡道和樁口卷揚機吊裝支架的準備工作。

        (1)主提升卷揚機規(guī)格:15 t。

        (2)料斗加工尺寸:直徑1.8 m、直筒高1.0 m,下部為錐形縮口,整體高度為1.0~1.1 m,頂部均勻設(shè)4 個吊耳,預計滿裝混凝土約3 m3。

        (3)鋼絲繩,U 形卡,規(guī)格不小于5 t。

        (4)吊裝支架采用I14 工字鋼加工,支架高度(凈高)2.6~2.7 m。

        3.2.2 導管安裝及技術(shù)要求

        導管由Φ300 mm 無縫鋼管制作而成,要求內(nèi)徑一致且接口密實,內(nèi)壁應光滑圓順。導管中間節(jié)宜為2.0 m 等長,底節(jié)長4.0 m,配1~2 節(jié)長0.5~1.5 m 短管。導管正式使用前應進行試拼和水密試壓試驗,試壓壓力為孔底靜水壓力的1.5 倍,滿足要求后方可使用。導管組裝后軸線偏差不超過鉆孔深的0.5%且不大于10 cm;導管安裝后,首次灌注前管底觸樁底,施工中導管下口應保證埋入混凝土中2~6 m。

        3.2.3 計算和控制首批封底混凝土數(shù)量

        根據(jù)灌注施工要求,下落時需有一定的沖擊能量,才能把積水從導管中排出[2],并且由于樁身較長及截面較大,但是樁基底部積水深度較小,灌注前,先將導管內(nèi)和料斗內(nèi)混凝土灌滿,采用卷揚機適當提升小段高度至料斗內(nèi)混凝土出現(xiàn)下降后,即可繼續(xù)由罐車進行連續(xù)式放料。

        足夠的沖擊能量能夠?qū)兜壮敛瓯M可能地沖開,是控制樁底沉碴,減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。按照施工組織調(diào)配,第一車為5 m3(只需滿足導管和料斗內(nèi)存料);第二車為10 m3緊跟備料;第二車砼料就位后,提升導管及料斗不超過30 cm,同時緊跟放料,保證料斗內(nèi)砼料連續(xù)。

        3.2.4 水下混凝土灌注技術(shù)要點

        混凝土在拌和站集中拌制,并由攪拌車運輸至施工現(xiàn)場?;炷凉嘧⒉捎锰嵘龑Ч芊ǎ瑢Ч苌显O(shè)置封底漏斗,漏斗容積(即首批混凝土方量)滿足封底時導管埋深大于1 m。漏斗與導管間用皮球隔離,封底時采用拔球法。封底后移走大漏斗,換上小漏斗。利用卷揚機提升導管。

        灌注連續(xù)進行,中途停歇時間不超過30 min。在整個灌注過程中,及時量測導管埋深,以便提升導管,導管在混凝土中埋深控制在2~6 m。

        導管提升時應保持軸線豎直和位置居中,逐步提升。如導管卡掛鋼筋骨架時,可轉(zhuǎn)動導管,使其脫開鋼筋骨架后,移到樁孔中心。根據(jù)導管埋置深度確定提升高度,提升后導管埋深應控制在1~3 m。導管拆除時暫停灌注,先將漏斗取出,取出時間一般不超過15 min。拆除后將漏斗重新插入井口的導管內(nèi),校正好位置,繼續(xù)灌注。已拆下的導管要立即清洗干凈,堆放整齊。

        每根樁的灌注時間不應太長,宜控制在8 h 內(nèi)完成,并作好成孔和灌注記錄。

        3.3 塔吊工作平臺布置及要求

        由于巖堆體整體工作面位于陡峭坡面,施工物料運輸是關(guān)鍵難點之一。通過現(xiàn)場調(diào)研和分析計算,如采用塔吊進行材料吊裝,要求其操作范圍必須覆蓋巖堆體施工整體工作面,故在9#抗滑樁澆筑時預埋塔吊基礎(chǔ)預埋件,待樁體混凝土強度達到設(shè)計強度時,即可安裝塔吊(圖2)。

        圖2 巖堆體整治工程塔吊工作平臺

        3.4 水下灌注混凝土施工注意事項

        (1)在灌注過程中,當導管內(nèi)混凝土不滿,含有空氣時,后續(xù)混凝土要緩慢灌入,不可突然大量地灌入漏斗和導管,以免在導管內(nèi)形成高壓氣囊,使混凝土灌不下去。

        (2)導管提升不能過猛,防止導管拉斷,同時也防止導管提離混凝土面,造成斷樁事故[3]。

        (3)在澆筑水下混凝土前,應填寫檢查人工挖孔樁樁孔和鋼筋籠情況的“工程檢查證”,在澆筑水下混凝土過程中,應填寫“水下混凝土澆筑記錄”。

        4 結(jié)束語

        根據(jù)巖堆體施工技術(shù)難點,為確?;炷翝仓┕?,抗滑樁澆筑方式采用水下灌注混凝土施工工藝,通過采用大截面超長抗滑樁支架卷揚機水下混凝土灌注技術(shù),不僅施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求,同時施工安全性較高,操作簡單,同時在施工方案上優(yōu)于傳統(tǒng)的混凝土高壓輸送泵灌注方法,總體保證了施工的安全質(zhì)量,該項技術(shù)在施工中的現(xiàn)場試驗及應用效果,受到業(yè)主單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位的肯定。巖堆體施工順利、安全快速,施工成本可控、經(jīng)濟效益顯著,可為類似工程提供借鑒。

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