鄭華凱，阮夢(mèng)飛，唐 俊

(1.江蘇省交通工程建設(shè)局，江蘇 南京 210004；2.中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇 南京 210011)

0 引 言

1 工程概況

龍?zhí)堕L(zhǎng)江大橋?yàn)橹骺? 560 m懸索橋，北錨碇基礎(chǔ)采用外徑為72 m的現(xiàn)澆擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，圓形地連墻壁厚1.5 m，軸線直徑為70.5 m。基礎(chǔ)頂高程為+5.5 m，基礎(chǔ)底面巖層為弱膠結(jié)含礫砂巖，基底高程為-16.5 m，基礎(chǔ)深22.0 m，地連墻底標(biāo)高-28.0m，嵌入基礎(chǔ)底部以下11 m?；A(chǔ)一般構(gòu)造如圖1所示。

圖1 錨碇基坑布置圖(單位：cm)

2 施工工藝流程

地連墻成槽施工前，先用水泥攪拌樁加固地連墻兩側(cè)黏土層，并整平場(chǎng)地，修建施工平臺(tái)和排水設(shè)施，砌筑導(dǎo)墻確定槽位。地連墻主要采用1臺(tái)BC40型和1臺(tái)徐工XTC80/85液壓銑槽機(jī)進(jìn)行成槽施工，共劃分50個(gè)槽段，槽段連接采用銑接頭。地連墻鋼筋籠在胎架上采用長(zhǎng)線法整體加工成型，利用200 t和100 t履帶吊雙機(jī)配合抬吊，吊裝下放至槽段內(nèi)。水下混凝土澆筑采用導(dǎo)管法澆筑，通過(guò)料斗和澆筑導(dǎo)管入槽。

地連墻槽段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在基坑范圍內(nèi)進(jìn)行抽水試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果確定地連墻帷幕止水阻水效果?；映樗囼?yàn)期間監(jiān)測(cè)周邊水位、地連墻受力變形、土體變形等。

2.1 導(dǎo)墻施工

原設(shè)計(jì)導(dǎo)墻采用“┑┍”結(jié)構(gòu)，豎墻厚50 cm，頂板厚40 cm，槽寬1.6 m?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)地下水較為豐富且水位較高，為保證成槽過(guò)程中泥漿面標(biāo)高高于地下水標(biāo)高1.5 m，在導(dǎo)墻頂面增設(shè)高于銑槽機(jī)操作平臺(tái)的防溢墻，截面采用“┫”形，如圖2所示。新型導(dǎo)墻高出地面50 cm，可防止人員和雜物滑入槽內(nèi)和車(chē)輛沖入槽內(nèi)，也能有效防止泥漿外溢污染環(huán)境，槽內(nèi)泥漿面標(biāo)高相應(yīng)加高，加大與地下水位之間的水頭差，提高成槽可靠性。

圖2 新型導(dǎo)墻設(shè)計(jì)(單位：mm)

2.2 地連墻槽段施工

北錨碇區(qū)域覆蓋層厚約13.5 m，基巖埋深為12.9～18.1 m(高程-10.19～-5.56 m)，槽段均采用雙輪銑槽機(jī)“純銑法”施工。Ⅰ期槽長(zhǎng)6.559 m，先銑邊槽，再銑中間槽，三銑成槽；Ⅱ期槽段長(zhǎng)2.8 m，一銑成槽。

隨著開(kāi)挖深度增加，連續(xù)不斷向槽內(nèi)供給新鮮泥漿，保證泥漿液面高度，各項(xiàng)泥漿指標(biāo)要符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，使泥漿起到良好的護(hù)壁作用，防止槽壁坍塌，并利于鉆渣的排出。

2.3 泥漿制備和循環(huán)系統(tǒng)

高速回轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)用于泥漿制備，制漿順序?yàn)椋簩Ⅳ燃谆w維素鈉(CMC)浸泡在水中5 h，讓CMC充分溶化；按配合比填加水和膨潤(rùn)土，并攪拌3 min；加入CMC溶液，攪拌10 min；在儲(chǔ)漿池內(nèi)加入攪拌均勻的純堿；循環(huán)池內(nèi)加入水化膨脹的膨潤(rùn)土顆粒。新制泥漿配合比和指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1和表2。

從思想文化上來(lái)說(shuō)，改革開(kāi)放四十年來(lái)所取得的巨大成就是建立在關(guān)于實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)的大討論的基礎(chǔ)上的。今天，“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)”這句口號(hào)不僅始終發(fā)揮著思想解放的作用，而且已經(jīng)在不同程度上融入了我們的精神之中，成為我們各項(xiàng)社會(huì)實(shí)踐的指南。如果我們把它與西方歷史上所曾經(jīng)發(fā)生的啟蒙運(yùn)動(dòng)加以比較的話，那么我們可以毫不夸張地說(shuō)，這也是中國(guó)現(xiàn)代思想史上一次偉大的啟蒙運(yùn)動(dòng)。它不僅破除了偶像崇拜，而且作為一種思想原則極大地推動(dòng)了中國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)的飛速發(fā)展。今天，從啟蒙的背景上來(lái)思考這樣一場(chǎng)偉大的變革是完全必要的。

表1 新制泥漿配合比(1m3漿液)

表2 泥漿性能指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)

銑削鉆孔時(shí)，銑頭中的泥漿泵將孔底的泥漿輸送至地面上的泥漿凈化機(jī)，由振動(dòng)篩除去大顆粒鉆渣后(Ⅰ級(jí)凈化)，進(jìn)入旋流器分離泥漿中的粉細(xì)砂(Ⅱ級(jí)凈化)，最后經(jīng)臥式泥漿沉降離心機(jī)分離粉細(xì)黏粒(Ⅲ級(jí)凈化)，凈化后的泥漿流回到槽孔內(nèi)，如圖3所示。

圖3 液壓銑槽機(jī)泥漿循環(huán)系統(tǒng)流程圖

經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間使用，泥漿黏度指標(biāo)降低時(shí)適當(dāng)摻加新漿進(jìn)行調(diào)整，黏度指標(biāo)太高時(shí)加入分散劑調(diào)整，經(jīng)處理后仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的泥漿廢棄。

澆注混凝土?xí)r，自孔內(nèi)置換出的泥漿用泥漿泵直接輸送至回收漿池中，用于其他槽段成槽施工?；炷另斆嬉陨? m左右的泥漿一般會(huì)受水泥漿的影響而劣化，做廢漿處理。廢漿排至廢漿池臨時(shí)存放，通過(guò)壓濾機(jī)泥漿固化無(wú)害化處理，分離出清水與渣餅，清水循環(huán)使用，渣餅用渣土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)，做到無(wú)污染，零泥漿排放。

2.4 鋼筋籠下放及混凝土澆筑

鋼筋籠采用“鋼扁擔(dān)”雙鉤起吊，鋼筋籠內(nèi)部安裝加勁鋼筋，鋼筋籠頂部縱向主吊點(diǎn)采用加強(qiáng)鋼板制作，防止吊裝過(guò)程中因鋼筋籠剛度不夠而移位變形。

混凝土采用水下混凝土拔球法施工，配合專(zhuān)用導(dǎo)管架，便于施工人員進(jìn)行施工相關(guān)操作，也能防止人員和雜物落入槽內(nèi)；新型導(dǎo)管架的蓋板能有效地固定導(dǎo)管，便于施工人員組裝及拆卸導(dǎo)管，配合使用起重裝置以節(jié)約人力物力，縮短施工時(shí)間，提高施工效率。

2.5 抽水試驗(yàn)驗(yàn)證

地連墻嵌固深度為11 m，底部位于E-3C-1弱膠結(jié)砂層中。根據(jù)前期勘測(cè)成果，弱膠結(jié)砂巖含水層的滲透系數(shù)介于0.026～0.065 m/d，影響半徑介于6.502～10.949 m，地下水是否能透過(guò)地連墻底部弱膠結(jié)砂層進(jìn)入基坑內(nèi)部需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)確定。

抽水試驗(yàn)在地連墻閉合后進(jìn)行，降水井和水位監(jiān)測(cè)孔在地連墻施工期間開(kāi)鉆。采用米字形8個(gè)斷面同時(shí)監(jiān)測(cè)，分段逐個(gè)排查檢測(cè)地連墻底部的止水效果。每個(gè)斷面在基坑內(nèi)部布置1個(gè)抽水井(距離地連墻內(nèi)側(cè)5 m處)，在基坑外部布置1個(gè)觀測(cè)井距地連墻的外側(cè)2 m處。為有效檢測(cè)地連墻底部止水效果，故坑內(nèi)抽水井深度需要低于地連墻底，按36.5 m考慮，坑外觀測(cè)井深度同抽水井深度。

圖4 降水井布置圖

抽水試驗(yàn)過(guò)程中若監(jiān)測(cè)結(jié)果異常，顯示滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，則根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷滲水位置，采用接縫高壓旋噴樁或基底注漿等應(yīng)急措施，再次進(jìn)行抽水試驗(yàn)驗(yàn)證地連墻止水效果。本項(xiàng)目抽水試驗(yàn)結(jié)果表明，地連墻底部止水效果和槽段接縫止水效果較好，坑內(nèi)外滲流對(duì)基坑開(kāi)挖和周?chē)ㄖ踩詻](méi)有影響，可進(jìn)行基坑開(kāi)挖工作。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 機(jī)械成槽槽壁穩(wěn)定性

3.1.1 地下水頭控制

為防止槽段坍塌，現(xiàn)場(chǎng)制備足夠優(yōu)質(zhì)循環(huán)泥漿以保證成槽槽段內(nèi)泥漿液面始終高出地下水位1.5 m。

3.1.2 泥漿控制

采用優(yōu)質(zhì)泥漿材料制備泥漿，使泥漿具有良好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性。成槽施工過(guò)程中嚴(yán)格控制泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)，對(duì)于不符合要求的泥漿及時(shí)調(diào)整。在成槽施工中如果泥漿比重超標(biāo)或者含砂率超過(guò)7%時(shí)要使用泥漿分離器對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)整。

3.1.3 施工振動(dòng)控制

在槽段成槽過(guò)程中，盡量控制大型機(jī)械在槽段邊的擾動(dòng)，槽段邊1 m范圍內(nèi)不得堆載物體和車(chē)輛運(yùn)載，盡量減少外部施工荷載對(duì)槽壁穩(wěn)定性的影響。

3.2 機(jī)械成槽止水

地連墻槽段成槽嚴(yán)格控制孔斜率，采用銑槽機(jī)自帶的測(cè)斜管智能觀測(cè)設(shè)備及時(shí)糾偏。槽段施工及時(shí)一清和二清，補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，形成泥漿循環(huán)。地連墻Ⅱ期槽段成槽清孔換漿后，使用專(zhuān)用鋼絲刷子鉆頭自上而下豎向刷洗Ⅰ期槽段混凝土，保證地連墻接縫完全咬合。

確?；炷恋暮鸵仔?，防止出現(xiàn)導(dǎo)管漏漿事故；盡可能保證混凝土澆筑速度在4 m/h以上；導(dǎo)管埋深控制在2～6 m，槽內(nèi)各點(diǎn)混凝土面高差在50 cm以內(nèi)。

3.3 Ⅰ期成槽槽段垂直度

各槽段開(kāi)孔前，仔細(xì)研究地質(zhì)鉆探資料，掌握各槽段位置的地層狀況，提前準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)措施，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員和操作手進(jìn)行詳細(xì)交底。堅(jiān)硬巖石采用沖擊鉆破巖施工時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)、觀察鉆孔偏斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)回填、修孔。I期槽段開(kāi)槽為巖層時(shí)，在開(kāi)槽階段要“吊著銑”，以防止加壓過(guò)大，影響垂直度，必要時(shí)在一側(cè)采取限位措施。Ⅰ期槽段的第三刀銑進(jìn)時(shí)，由于容易偏斜，也要采取減壓銑進(jìn)，防止偏槽。

3.4 Ⅱ期成槽槽段垂直度

為保證Ⅱ期槽成槽垂直度，在Ⅰ期槽灌注前，采用接頭定位板施工工藝，同時(shí)在開(kāi)孔時(shí)采取大扭矩、低轉(zhuǎn)速的銑切方式。

優(yōu)化鋼筋籠設(shè)計(jì)，Ⅰ期槽段的鋼筋籠應(yīng)充分考慮傾斜度的影響，設(shè)計(jì)合適的保護(hù)層厚度，確保從理論上不會(huì)影響Ⅱ期槽的銑進(jìn)。下放鋼筋籠定位時(shí)也要精確定位，將扁擔(dān)梁抄平，防止因鋼筋籠定位偏差、吊點(diǎn)標(biāo)高不同影響Ⅱ期槽的銑進(jìn)。Ⅱ期槽段開(kāi)槽為巖層時(shí)，在開(kāi)槽階段要“吊著銑”，以防止加壓過(guò)大，影響垂直度，必要時(shí)在一側(cè)采取限位措施。兩側(cè)Ⅰ期槽段齡期不宜相差過(guò)大，以免因強(qiáng)度差異過(guò)大，銑進(jìn)時(shí)向強(qiáng)度低的一側(cè)傾斜，因此要做好開(kāi)槽順序規(guī)劃，避免此種情況出現(xiàn)。Ⅰ期槽接頭板位置要定位準(zhǔn)確牢固，間距要滿足Ⅱ期槽段的銑頭順利進(jìn)入，且垂直度要保證。

4 結(jié)束語(yǔ)

在富水巖層地區(qū)采用“純銑法”施工地連墻，對(duì)提高槽段接縫質(zhì)量、垂直度、阻隔水效果明顯，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。檢測(cè)結(jié)果表明，地連墻成槽垂直度偏差小于2.5‰，均為Ⅰ類(lèi)，內(nèi)壁滲水量極少，泥漿零排放，保證了后續(xù)富水巖層地區(qū)大型錨碇基坑開(kāi)挖施工工法的順利實(shí)施，為富水地區(qū)錨碇基坑開(kāi)挖提供了一種干法施工選擇，具有可推廣可復(fù)制的借鑒意義。施工過(guò)程中研究的“導(dǎo)管架”“多功能導(dǎo)墻”“雙管式排水井”“泥漿零排放綠色施工”等發(fā)明和工法成果，可以廣泛應(yīng)用于其他施工領(lǐng)域。