覃艷洲，禤立海，陳泓宇

(廣西桂通工程管理集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

近年來(lái)，地下連續(xù)墻憑借剛度大、整體性好、防滲性效果強(qiáng)、施工過(guò)程中噪聲小和占地少等諸多優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)房建、軌道交通和橋梁建設(shè)等土木工程領(lǐng)域發(fā)展迅速且應(yīng)用廣泛[1-2]。本文以廣西平南三橋?yàn)槔?，借鑒了以往的研究成果或施工經(jīng)驗(yàn)[3-7]，對(duì)該橋地下連續(xù)墻基礎(chǔ)施工監(jiān)理進(jìn)行探討，在工作中，大跨徑鋼管拱橋基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量，將直接決定該結(jié)構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命，因此，工程監(jiān)理中，如何對(duì)地下連續(xù)墻、墻內(nèi)卵石持力層注漿加固基礎(chǔ)施工過(guò)程質(zhì)量進(jìn)行有效控制至關(guān)重要。

1 工程概況

平南三橋是廣西荔浦至玉林高速公路平南互通連接線上跨越潯江的一座特大橋，大橋全長(zhǎng)1 035 m，主橋?yàn)榭鐝?75 m(凈跨徑548 m)中承式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)拱橋，引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。主橋南岸基礎(chǔ)為分離式擴(kuò)大基礎(chǔ)，北岸基礎(chǔ)為地下連續(xù)墻基礎(chǔ)(見(jiàn)圖1)。

圖1 平南三橋總體布置示意圖(cm)

北岸地下連續(xù)墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為C35鋼筋混凝土環(huán)形結(jié)構(gòu)，外徑為60.0 m，墻身厚度為1.2 m，墻身高度按不等高設(shè)計(jì)為29～35 m，嵌入中風(fēng)化泥灰?guī)r≥4.0 m，拱座底板設(shè)在環(huán)形墻內(nèi)經(jīng)注漿加固的卵石層上(見(jiàn)圖2)。

圖2 北岸地下連續(xù)墻基礎(chǔ)布置示意圖

2 施工工藝技術(shù)

2.1 地下連續(xù)墻施工

施工工藝流程：槽壁穩(wěn)定性預(yù)處理→導(dǎo)墻施工→成槽施工→鋼筋籠制作安裝→混凝土施工→結(jié)束。

2.1.1 槽壁穩(wěn)定性預(yù)處理

北岸地下連續(xù)墻基礎(chǔ)地基從上往下依次為軟塑-可塑粉質(zhì)黏土地層、強(qiáng)透水卵石層、中等發(fā)育巖溶中風(fēng)化泥灰?guī)r層等。為保證地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)的槽壁穩(wěn)定，避免護(hù)壁泥漿出現(xiàn)漏漿造成塌孔及卡鉆等情況，對(duì)軟弱粉質(zhì)黏土層采用水泥攪拌樁“兩噴四攪”固結(jié)工藝，巖溶采用沖擊鉆孔填充工藝進(jìn)行預(yù)處理。

2.1.2 導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻外徑為63.2 m、內(nèi)徑為54.4 m，共劃分為8個(gè)施工段，每段弦長(zhǎng)24.39 m，分段位置與墻身槽段接頭錯(cuò)開(kāi)50 cm，按照分段跳挖方式進(jìn)行施工(見(jiàn)圖3)。

圖3 導(dǎo)墻節(jié)段劃分及施工順序示意圖

導(dǎo)墻施工采用挖掘機(jī)開(kāi)挖導(dǎo)墻分段溝槽，人工修整、清底、整平、夯填；完成一段溝槽開(kāi)挖后，安裝鋼筋，架立模板，澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)；待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上拆模，拆模后及時(shí)加設(shè)上下兩層對(duì)口撐。

2.1.3 成槽施工

地下連續(xù)墻成槽施工劃分為Ⅰ期槽、Ⅱ期槽兩種，各為20個(gè)，共40個(gè)槽段。其中Ⅰ期槽軸線長(zhǎng)度為6.942 m，Ⅱ期槽軸線長(zhǎng)度為2.8 m；Ⅰ期槽、Ⅱ期槽在軸線位置的搭接厚度為25 cm，合龍段設(shè)在最后施工的Ⅱ期槽(見(jiàn)圖4)。

圖4 地下連續(xù)墻槽段劃分示意圖

Ⅰ期槽施工：施工區(qū)域覆蓋層主要為粉質(zhì)黏土層和卵石層，采用抓斗挖掘機(jī)“三抓成槽法”進(jìn)行施工，即先挖兩側(cè)主孔、再挖中間副孔成槽。先用挖掘機(jī)將槽段開(kāi)挖至導(dǎo)墻頂面以下3.0～3.5 m深度位置，以便抓斗進(jìn)入工作位置，之后用抓斗挖掘機(jī)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)槽底高程。施工過(guò)程中，對(duì)卵石層用循環(huán)加重泥漿護(hù)壁、高黏泥漿清除大顆粒沉渣。

Ⅱ期槽施工：施工區(qū)域覆蓋層為粉質(zhì)黏土層、卵石層、泥灰?guī)r層，采用銑槽機(jī)“一銑成槽法”進(jìn)行施工。將銑槽機(jī)垂直對(duì)準(zhǔn)孔位緩慢入槽切削，將土體或巖體切割成碎塊(包括銑接頭銑掉的混凝土碎塊)與護(hù)壁泥漿混合，由銑槽機(jī)內(nèi)的離心泵反循環(huán)抽出槽外，直至切削到設(shè)計(jì)槽底高程。施工過(guò)程中，隨開(kāi)挖連續(xù)不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充泥漿并保持其液面高度，用以護(hù)壁和清除銑渣。另外，采用銑接法銑掉Ⅰ期槽端頭的部分混凝土形成的鋸齒形搭接。成槽工藝如圖5所示。

圖5 成槽施工工藝示意圖

2.1.4 鋼筋籠制作及下設(shè)

鋼筋籠制作：鋼筋籠在胎架上不分節(jié)段整體加工成型，最大重量為35.45 t，最大長(zhǎng)度為37.15 m。豎向主筋連接采用直螺紋機(jī)械接頭連接，主筋與籠體四周棱邊橫筋及各加強(qiáng)筋的交叉點(diǎn)處全部焊接，在鋼筋籠兩外側(cè)縱向焊接五列、每列間距為5.0 m的凸型鋼片定位塊。在Ⅰ期槽段鋼筋籠兩端面縱向每隔5.0 m安裝φ315 mm的PVC管定位架裝置。為滿足吊裝要求，在鋼筋籠上設(shè)置主吊吊點(diǎn)和副吊吊點(diǎn)，水平吊點(diǎn)均設(shè)置在主筋上并各用四根抗剪鋼筋予以加固，鋼筋籠頂部主吊點(diǎn)采用加強(qiáng)鋼板制作。

鋼筋籠吊裝下設(shè)：鋼筋籠吊裝下設(shè)配備1臺(tái)180 t履帶吊為主吊，1臺(tái)80 t履帶吊為空中翻轉(zhuǎn)之用。主、副吊具均采用“鋼扁擔(dān)”起吊架，配置滑輪自動(dòng)平衡重心裝置。

2.1.5 混凝土施工

混凝土在拌和站進(jìn)行集中拌制，混凝土攪拌車(chē)運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)料斗和導(dǎo)管進(jìn)倉(cāng)入槽。灌注混凝土導(dǎo)管采用φ280 mm鋼管，均布置在槽段中軸線上。其中，Ⅰ期槽布置2根導(dǎo)管，導(dǎo)管距端壁為1.5 m，導(dǎo)管中心間距≤4 m；Ⅱ期槽布置1根導(dǎo)管，導(dǎo)管距端壁為1.5 m。導(dǎo)管底端均距槽底15～25 cm。終灌高程高于設(shè)計(jì)高程50 cm以上。

2.2 卵石層注漿二期加固

地連墻施工完成后，采用袖閥管注漿施工工藝，用水泥漿液、套殼料對(duì)墻內(nèi)閉圈范圍的卵石層進(jìn)行靜壓注漿封底止水(見(jiàn)圖6)。

圖6 袖閥管法注漿工藝示意圖

在注漿平臺(tái)劃分A～G共7個(gè)施工區(qū)，梅花形布置647個(gè)注漿孔位，孔間距為2.0 m，漿液擴(kuò)散半徑為1.2 m，深度為卵石層頂部至其下巖層面以下1.0 m范圍，由四周逐漸向中心跳孔注漿。

3 工程質(zhì)量監(jiān)理

3.1 地下連續(xù)墻施工控制

3.1.1 槽壁穩(wěn)定性預(yù)處理控制

水泥攪拌樁施工控制：施工前，復(fù)核孔位測(cè)量放樣，檢查水泥漿水灰比；施工過(guò)程中，檢查施工順序、導(dǎo)向架垂直度、下沉與提升速度，樁底壓漿攪拌壓漿量、壓力及持續(xù)時(shí)間等。水泥漿水灰比為0.6，槽壁兩側(cè)孔位對(duì)稱(chēng)跳孔施工，導(dǎo)向架垂直度≤1/150，下沉速度為1 m/min，提升速度為0.4～0.6 m/min，樁底壓漿時(shí)壓漿量>28 L/min、壓力>0.4 MPa，樁底攪拌時(shí)間第一次為20～30 s，第二次為15～20 s。

巖溶處理控制：對(duì)不同洞高、形狀、充填狀態(tài)的溶洞，檢查孔位布置，選用適合的填充材料及施工工藝方法，重點(diǎn)對(duì)填充效果進(jìn)行檢查。如中小型溶洞填充后成槽仍無(wú)法正常掘進(jìn)時(shí)，采用拋填片石進(jìn)行填充；超大型溶洞灌注低強(qiáng)度不擴(kuò)散混凝土?xí)r，應(yīng)擴(kuò)大處理范圍，如填充后成槽時(shí)仍出現(xiàn)泥漿面極不穩(wěn)定或突然漏漿，可采用注漿加固槽壁等措施。

3.1.2 成槽施工控制

導(dǎo)墻施工控制：復(fù)核平面位置測(cè)量放樣，檢查鋼筋安裝、模板架立、混凝土澆筑及振搗、分段接頭處理、墻后回填以及對(duì)口撐設(shè)置等。導(dǎo)墻與地下連續(xù)墻的平面軸線放樣偏差應(yīng)≤10 mm，分段接頭與墻身槽段接頭位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)50 cm；導(dǎo)墻基坑開(kāi)挖按分段跳挖方式施工，導(dǎo)墻的內(nèi)側(cè)面應(yīng)垂直，頂面應(yīng)水平，分段接頭應(yīng)密實(shí)不滲漏水，墻后回填夯填應(yīng)密實(shí)；內(nèi)、外側(cè)墻面間距分別控制在-5 mm、+20 mm；頂面高程偏差控制在±10 mm。

Ⅰ期槽段開(kāi)挖控制：復(fù)核分段標(biāo)記線測(cè)量放樣，檢查導(dǎo)墻下開(kāi)挖槽口、抓斗挖槽的寬度、深度及垂直度，以及槽底沉渣厚度是否符合要求等。槽段寬度放樣誤差在±2 cm范圍內(nèi)，開(kāi)挖槽段寬度≥設(shè)計(jì)值、垂直度偏差≤1/400、深度≥設(shè)計(jì)值，槽底沉渣厚度≤5 cm。另外，施工過(guò)程中還應(yīng)注意混凝土繞流給后開(kāi)槽段的挖槽施工帶來(lái)的影響，近槽底時(shí)放緩掘進(jìn)速度防止超挖，全過(guò)程保持泥漿正常循環(huán)以確保槽壁穩(wěn)定等。

Ⅱ期槽段開(kāi)挖控制：復(fù)核分段標(biāo)記線測(cè)量放樣，檢查銑槽機(jī)入槽切削前后導(dǎo)向定位架的位置、垂直度及其開(kāi)挖寬度、深度，以及銑接頭銑削施工是否符合要求等。銑槽機(jī)應(yīng)垂直槽段對(duì)準(zhǔn)孔位入槽切削，發(fā)現(xiàn)垂直度偏斜時(shí)及時(shí)采取糾偏調(diào)整措施，成槽全過(guò)程應(yīng)保證連續(xù)不斷向槽內(nèi)供給新鮮泥漿防止槽壁坍塌；銑接頭施工時(shí)先采用大扭矩低轉(zhuǎn)速，銑削至一定深度，導(dǎo)向穩(wěn)定后再加快銑削速度，避免因開(kāi)孔過(guò)快形成偏斜給后續(xù)的施工增加難度。

泥漿護(hù)壁及清除沉渣控制：成槽施工前，檢查泥漿制備及循環(huán)系統(tǒng)；成槽過(guò)程中，檢查泥漿性能指標(biāo)、槽孔內(nèi)泥漿面和護(hù)壁、清除沉渣效果。對(duì)卵石層采用加重泥漿護(hù)壁預(yù)防塌孔，同時(shí)用高黏泥漿清除大顆粒沉渣；始終保持泥漿面不低于導(dǎo)墻頂面以下30 cm且高于地下水位0.5 m以上，循環(huán)泥漿性能較差時(shí)，應(yīng)優(yōu)先排出廢漿并補(bǔ)充基漿；針對(duì)塌孔情況需要調(diào)整泥漿性能時(shí)，可加膨潤(rùn)土或CMC或堿提高黏度，或加水降低泥漿黏度；卵石層成槽時(shí)添加重晶石或加重晶石及膨潤(rùn)土提高泥漿的比重，失水率減少時(shí)加膨潤(rùn)土和CMC。

3.1.3 鋼筋籠制安控制

鋼筋籠制作控制：對(duì)鋼筋、鋼板等原材料和焊接材料進(jìn)行抽檢；查驗(yàn)鋼筋籠的骨架長(zhǎng)寬、鋼筋間距、鋼筋骨架垂直度、保護(hù)層設(shè)置、機(jī)械連接及焊接、預(yù)埋件數(shù)量及中心位置和籠體清潔度等；重點(diǎn)檢查控制骨架長(zhǎng)寬、保護(hù)層設(shè)置、機(jī)械連接及焊接。

鋼筋籠下設(shè)控制：鋼筋籠下設(shè)前，先檢查槽段成槽的槽形，確保順利下設(shè)鋼筋籠，避免鋼筋籠出現(xiàn)無(wú)法下設(shè)或刮槽現(xiàn)象；鋼筋籠下設(shè)接近預(yù)定高程時(shí)，檢查籠體的平面位置及擱置固定情況。

3.1.4 混凝土施工控制

對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行抽檢和見(jiàn)證送檢；檢查混凝土拌制的施工配合比，灌注導(dǎo)管的水密承壓及接頭抗拉性能，混凝土出廠、灌注前坍落度及擴(kuò)展度并抽樣制作試件，還要檢查導(dǎo)管布置和安放，清孔后的泥漿濃度、沉渣厚度，灌注過(guò)程的槽內(nèi)混凝土面等。原材料質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，導(dǎo)管水密試驗(yàn)壓力為最大孔深靜水壓強(qiáng)的1.3倍，不小于承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓的1.3倍，導(dǎo)管下放時(shí)其距槽底為15～25 cm。清孔后的泥漿濃度、沉渣厚度應(yīng)滿足規(guī)范要求，灌注混凝土過(guò)程應(yīng)連續(xù)，Ⅰ期槽各導(dǎo)管均勻進(jìn)料等。

3.2 墻內(nèi)卵石層注漿施工控制

施工前檢查：主要復(fù)核注漿孔位的測(cè)量放樣，檢查水泥漿液、套殼料制備，鉆機(jī)安裝的垂直度等。水泥漿液配合比為水∶水泥=1∶1，套殼料配合比為水泥∶膨潤(rùn)土∶水=1∶0.15∶0.22。

鉆進(jìn)注漿過(guò)程控制：檢查鉆機(jī)垂直度、記錄地質(zhì)情況及孔深，孔內(nèi)套殼料的澆筑及養(yǎng)護(hù)，注漿芯管安裝，開(kāi)環(huán)注漿等。每鉆進(jìn)1.0 m記錄一次地質(zhì)情況及孔深；鉆孔至設(shè)計(jì)高程時(shí)清孔符合要求后才能下放袖閥管；孔內(nèi)套殼料澆筑應(yīng)自下而上灌注并在距孔口1.5 m時(shí)停止，養(yǎng)護(hù)3 d后才能安裝注漿芯管，記錄芯管下放長(zhǎng)度；開(kāi)環(huán)注漿時(shí)工作壓力止?jié){塞控制在1.0～1.5 MPa、注漿孔口控制在0.7～1.0 MPa，符合終壓標(biāo)準(zhǔn)后方可終止注漿。

卵石層注漿密實(shí)性、均勻性判定：密實(shí)性是通過(guò)觀察區(qū)域地表是否發(fā)生明顯隆起且隆起達(dá)到最大并穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行判定；均勻性是通過(guò)觀察地下水位是否發(fā)生明顯下降且降至中風(fēng)化巖層頂面高程并穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行判定。

3.3 質(zhì)量監(jiān)理效果

對(duì)Ⅰ期槽、Ⅱ期槽共40段地下連續(xù)墻的成槽、鋼筋籠制作安裝、墻體進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)測(cè)項(xiàng)目合格率均為100%，質(zhì)量評(píng)定為合格。

采用重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)和淺層平板靜載荷試驗(yàn)兩種方法對(duì)注漿加固卵石層進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為：地基承載力為582.00 kPa，地基承載力特征值為767.00 kPa，符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

大跨徑鋼管拱橋基礎(chǔ)工程質(zhì)量決定該結(jié)構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。本文通過(guò)采取各監(jiān)理措施，對(duì)平南三橋地下連續(xù)墻的槽壁穩(wěn)定性預(yù)處理、成槽、鋼筋籠制作安裝、墻體混凝土施工和卵石持力層注漿加固施工進(jìn)行全程質(zhì)量控制，確保了橋梁基礎(chǔ)工程質(zhì)量，為后續(xù)施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，證明監(jiān)理措施有效、工作成績(jī)顯著。