海上懸索橋錨碇墩超厚沉箱基床升漿技術探討

劉柏麟 金忠富 中交一航局第三工程有限公司

1.工程概況

東錨碇大沉箱基礎采用拋石基床，選用中風化巖塊石，粒徑為5～20cm。該錨碇沉箱基礎為超厚基床，其平均厚度大于10m。由于填石后沉箱及錨碇整體的總質量約為170000t，為了減少甚至消除超厚基床沉降量，同時使沉箱底基床的摩擦力滿足設計文件的要求，完成沉箱安裝后需要對沉箱下部基床進行升漿施工。本次基床拋石施工共計需約46000m3中風化巖塊石。經(jīng)計算得知需升漿量約20000m3。

2.工程難點分析

（1）海況惡劣，冬季平均施工天數(shù)少。施工地點地處大連星海灣，外側無掩護，施工時間貫穿整個冬季，結合天氣預報及多年當?shù)厥┕そ?jīng)驗，大連該地區(qū)海域受風浪和海況影響嚴重，尤其實在深秋和冬季的10月至12月，現(xiàn)場可作業(yè)天數(shù)平均為15天。

（2）隔斷措施。單個錨碇基床升漿總量為20000m3，為保證升漿施工的質量，必須在基床拋石過程中增加隔斷作為“化整為零”措施，將基床分隔為若干施工單元，分別進行升漿。錨碇沉箱基槽水深為-25～-30m之間，隔斷基礎整平、隔斷預制塊安裝、土工布鋪設等效率均較低，給施工帶來一定困難。

圖1 拋石基床斷面圖

（3）超厚基床造成單次升漿方量巨大。超厚基床平均厚度超過10m，為我單位目前施工的最大的升漿基床，參建人員尚無經(jīng)驗。因此在保證基床升漿質量的前提下如何協(xié)調好物料供給，這無疑是一項極為艱難的工作。

（4）施工船供給施工物料。由于錨碇基礎為海上“孤島”，升漿材料均需要施工船只提供。物料供給需要從17海里以外的甘井子碼頭上船運輸至現(xiàn)場。由于距離遠，同時各分項施工密集，因此物料供給保障措施是否得當，保障體系運轉是否暢通是本工程施工的難點之一。

3.工藝選擇

由于本工程地處大連星海灣南部外側海域，施工現(xiàn)場在沉箱上搭設升漿平臺防止受風浪影響。升漿平臺外圍部分為鋼桁架結構，內側為腳手架結構，頂部采用鋼筋混凝土蓋板配合木板進行滿鋪，所有施工設備和施工操作皆在平臺上進行。

施工所有物料為施工船只運輸，砂漿為拌合船提供。本次施工所選定的拌合船效率分別為160m3/h和80m3/h。

4.施工過程

4.1 施工工藝流程見圖5。

4.2 前期準備

（1）基床隔斷施工。由于基床升漿工程量巨大，一次升漿無法保證升漿質量，故在基床拋石過程中，穿插了基床隔斷施工。其施工方案為在基床范圍內拋石前安裝空心方塊，空心方塊將基床分隔成相對獨立的施工單元。

（2）鉆孔及各項升漿準備工作。采用地質鉆機，按照圖紙孔位及沉箱預留注漿管，將升漿設備安裝就位，鉆機跟管鉆進，使用Φ89mm鋼管，鉆進深度為入巖50cm，在套管內下升漿管、觀測管。

圖2 升漿平臺

圖3 拌合船7號

圖4 方駁106

圖5 施工工藝流程圖

圖6 基床隔斷平面布置及斷面形式

完成鉆孔后，升漿管下入升漿孔中，因基床較厚，升漿管無法一次下到預定深度，使用吊錘將升漿管靜壓至設計標高后，通過手拉葫蘆將其固定在三腳架上最后將升漿管與高壓泵連接。

4.3 升漿方法

拌合船駐位完畢后，將布料桿張開伸入攪拌機中開始澆筑砂漿。首罐2m3使用純水泥漿，起到潤管的作用。潤管完成后開始正常泵送，高速攪拌機進行砂漿二次攪拌，儲量達到0.25m3時，將漿液放至儲漿罐中，儲漿罐攪拌速度不低于20r/min，當儲量達到1m3時，進行壓漿。

進行空心方塊升漿時，將單列所有空心方塊升漿孔全部鉆好之后同時進行升漿?；采凉{時，由于孔數(shù)較多，現(xiàn)場不具備平升條件，所以在施工中，首先將靠近北側的孔位全部鉆好開始升漿，在升漿過程中鉆孔陸續(xù)進行，如北側有終孔情況出現(xiàn)，將升漿管陸續(xù)向南側轉移，如此施工可以保證將基床縫隙中的水和氣體充分排出，保證基床升漿的飽滿。

升漿過程中，按規(guī)范要求，每4～6個升漿孔應布置1個觀測孔，在施工過程中用來檢查漿液面的上升情況。觀測孔使用PVC管制作，為花管，通常開口，造孔方法同升漿孔，造孔完畢后將PVC花管下入觀測孔中，施工過程中使用浮子測錘進行觀測，并做好過程記錄并進行潛水檢查，每次升漿前均需安排潛水員到水下基床外圍土工布是否有漏點并及時封堵漏點，從結果看水下鋪設土工布來防止?jié){液流失效果較好，無破漏處。

4.4 材料組織

由于拌合船施工的特殊性，為了保證升漿施工的連續(xù)性，在施工開始前，需制定詳細的海上材料補給方案，參建的施工技術人員需要從正反面換算升漿材料的消耗量，并以此為依據(jù)安排補給船舶。

圖7 送漿站工作示意圖

圖8 升漿施工示意圖

圖9 鉆芯取樣示意圖

5.總結提高

5.1 中停處理辦法

預填骨料升漿施工忌諱中途停止，因為中途停工會造成砂漿在流動過程中凝固，使塊石空隙率降低，再次升漿時，該孔位可能會由于空隙率不夠而吸漿不足，進而出現(xiàn)“孔口反漿”的終孔假象，而實際基床還并未飽滿。

由于工期緊迫、工程量較大且受天氣影響，東錨碇基床升漿多次中停，給施工質量造成了隱患。面對這種情況，項目部討論總結出了一套有效的中停處理方法，保證了基床質量。

具體的操作辦法是，每次中停之后，在原孔位下鉆重新造孔，鉆至基巖后重新下放升漿管再進行升漿，在升漿過程中緊密關注漿液面上升情況，始終保證升漿管埋深在1m以上。通過此種方法，保證了施工不受中停影響，從鉆芯結果看，基床質量令人滿意?；层@芯取樣如圖9所示。

5.2 基床隔斷工藝

由于總體升漿工程量過大，一次性全部施工無法保證質量，因此在基床拋石施工過程中過程中已開始進行升漿隔斷施工。隔斷施工的主要工藝時在基床中安放四排空心方塊將基床隔開，基床外圍包二層土工布并壓石渣。通過施工驗證，此種隔斷方式效果非常好，在施工過程中未出現(xiàn)嚴重漏漿情況，可以再日后的施工中加以推廣。

5.3 避免堵管的措施

由于拌合設備老化，加之天氣逐漸變冷，拌合系統(tǒng)有可能工作不正常，進而影響砂漿質量，造成砂漿性能不穩(wěn)定，主要是砂漿的流動度問題。砂漿的流動性不好，就會造成管路堵塞，施工必須停止處理。處理時間少則半個小時，多則4個小時，給施工帶來較大困擾。

后續(xù)施工中，我們加大的外加劑添加的監(jiān)管力度，每次澆筑前，試驗人員均檢查砂漿出機后的流動度，確認無誤后方才進行泵送。平臺人員在將砂漿放入升漿泵之前，同樣要檢查砂漿流動度，如果發(fā)現(xiàn)不妥，堅決不放入升漿泵，馬上通知拌合船調整配合比，直到砂漿質量達到施工標準為止。

5.4 拌合材料質量

主要是砂的質量，本次施工過程中發(fā)現(xiàn)，砂內含有較多的雜質，如石灰石、樹根、編織袋等垃圾。這些垃圾的存在嚴重影響拌合船工作效率，有時不得不停止施工，處理堵在下料口的這些垃圾。所以，升漿用砂必須經(jīng)過篩處理，否則嚴禁施工。

另外除了規(guī)范規(guī)定的常規(guī)檢測外，砂的含水率也是影響升漿效率的一個重要原因。過濕的砂容易黏在料斗邊緣不易滑下，造成砂計量不準或造成料斗超重發(fā)生危險。

6.結語

本工程錨碇沉箱基床升漿施工是目前我單位目前施工所遇到的基床深度、厚度、單次升漿數(shù)量之最，我單位充分發(fā)揮各項資源的優(yōu)勢并合理地制定施工方案以冬季正常施工并在惡劣的海況下保證了施工的安全、質量及進度。本文主要梳理了超厚基床施工過程中存在問題及解決方法，能為日后接觸到的類似施工的單位或個人提供相關經(jīng)驗。如有不足之處，請批評指正。