臨海圍堰止水樁施工質(zhì)量控制

鄧軍 中交四航局第二工程有限公司

1.工程介紹

深中通道項(xiàng)目北距虎門大橋約30km，南距港珠澳大橋約38km，全長23.977km。深中通道項(xiàng)目隧道沉管E1-E22管節(jié)在牛頭島預(yù)制場進(jìn)行澆筑并在深塢出運(yùn)。深塢二次舾裝區(qū)改造圍堰施工過程中存在潮位變化、破碎層以及巖面坡度大等危險。在施工過程中運(yùn)用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，同時旋挖機(jī)配合排樁清渣，該工藝具有風(fēng)險低、止水效果好和影響因素少等優(yōu)勢。

2.施工工藝流程

2.1 導(dǎo)墻和鉆孔定位施工

建造導(dǎo)墻主要是為鉆機(jī)提供施工環(huán)境以及提升鉆孔咬合樁孔的定位的準(zhǔn)確性，導(dǎo)墻所處的位置的角度不得超過5%，根據(jù)鉆機(jī)自身來進(jìn)行水平調(diào)整，該施工可有效降低土方開挖整平量。根據(jù)施工設(shè)計(jì)和設(shè)備情況來建造符合要求的混凝土導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的厚度取決于鉆機(jī)型號以及樁徑，通常情況下厚度在400～600mm之間。該工程所用的是DTR1605H及DTR 2005 H 型鉆機(jī)，孔徑為1200mm，導(dǎo)墻厚度為450mm，其負(fù)荷為40t，該設(shè)備各個性能皆滿足施工要求。導(dǎo)墻模板根據(jù)鉆機(jī)孔徑進(jìn)行設(shè)置，誤差值q=±5mm，采用定型一次性模板和預(yù)制鋼模的效果要好于普通膠合模板，通常情況下運(yùn)用定型一次性模板能夠有效提升工程質(zhì)量，同時質(zhì)量控制工作也較容易開展。

2.2 成孔

當(dāng)導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后，鉆機(jī)即可開始工作，當(dāng)前全套管咬合樁成樁方式一般是抓配合旋挖機(jī)成孔，根據(jù)成樁性質(zhì)分為軟硬咬合，均先施工A序樁（被咬合樁）再施工B序樁（咬合樁），軟咬合施工順序?yàn)锳1→A2→B1→A3→B2→…，端頭節(jié)點(diǎn)連接段需設(shè)置砂樁閉合。硬咬合施工順序?yàn)锳1→A2→A3→…B1→B2→B3…，如圖1所示。

圖1 成樁順序

在進(jìn)行軟咬合施工中，為了保證B序樁成孔順利，A序樁必須使用超緩凝混凝土，初凝時間需要超過72h，硬咬合使用水下水凝土，這樣通過選擇合適型號的水泥來實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的控制。全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位完成以后，應(yīng)用履帶吊對第一節(jié)鋼套管進(jìn)行吊裝，保證其可以到達(dá)樁機(jī)鉗口中，借助線錘或者經(jīng)緯儀，對鋼套筒樁管進(jìn)行垂直度校正。鋼套管完成垂直度的校正工作后，就可以對全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置加利用，利用油缸將鋼套管壓住，一邊進(jìn)行回轉(zhuǎn)，一邊將護(hù)筒往下壓。隨著護(hù)筒的壓入，套管底部的刀頭也會逐漸深入地下，當(dāng)?shù)谝还?jié)套管底部刀頭壓入地下深度達(dá)到2.5m后，就可以借助抓斗等設(shè)備挖取套管內(nèi)的渣，早開展取渣操作的過程中，也需要逐漸下壓鋼套管，保證鋼套管底口超前開挖面深度必須超過2.5m。

2.3 水下混凝土灌注

（1）采用導(dǎo)管法，導(dǎo)管采用直徑為φ310mm的法蘭式鋼管。導(dǎo)管埋入混凝土的深度宜保持在2～6m之間，最小埋入深度不得小于1m。澆筑過程中，嚴(yán)禁將導(dǎo)管直接提出混凝土面或埋入過深，而且每次拔出高度不得超過4m。（2）混凝土澆灌中當(dāng)混凝土進(jìn)入樁孔底端1～2m后，可適當(dāng)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管提升要平穩(wěn)，避免出料沖擊過大。（3）混凝土到工地澆筑前，分別對A、B樁每車混凝土均取一組試件，監(jiān)測其緩凝時間及坍落度情況。同時，對于到達(dá)現(xiàn)場的第一車混凝土料，需查看混凝土是否有離析、浮漿等問題，如發(fā)現(xiàn)問題及時反饋信息，以便立即采取應(yīng)急措施。（4）拔管成樁：澆注混凝土過程中，根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)和鋼套管內(nèi)的混凝土量測深度，相應(yīng)的進(jìn)行導(dǎo)管拆卸及套管撥出。鋼套管撥出時，應(yīng)始終保持套管底低于混凝土面2m以上。

3.質(zhì)量管控的要點(diǎn)

3.1 控制孔口定位誤差

（1）將鋼筋混凝土導(dǎo)墻設(shè)置在全套管全回轉(zhuǎn)咬合樁兩側(cè)，按設(shè)計(jì)要求在導(dǎo)墻上設(shè)置定位孔，控制相鄰導(dǎo)墻的間距要超過咬合樁直徑40mm，促進(jìn)全套管全回轉(zhuǎn)咬合樁底部的咬合效果更加充分。（2）精準(zhǔn)放樣，嚴(yán)格按放樣點(diǎn)就位鉆機(jī)，保證鉆機(jī)定位板的圓心可以和樁位相互重合。（3）待鉆機(jī)穩(wěn)固后，檢查第一節(jié)鋼管套周圍以及定位孔周圍的孔隙是否足夠均勻，充分利用經(jīng)緯儀等設(shè)備校正鋼套管垂直度。

3.2 加強(qiáng)判巖流程管控

根據(jù)現(xiàn)場采樣判斷工程施工是否符合設(shè)計(jì)要求是成樁前的重要工作，利用沖抓所取的巖樣具有代表性，由于鉆頭研磨的因素，所采集的巖樣細(xì)度較大，需要經(jīng)過清洗再進(jìn)行判斷，但是無法對縫隙情況進(jìn)行判斷，需要借助勘探報(bào)告進(jìn)行判斷。根據(jù)巖樣的相關(guān)參數(shù)來判斷是否終孔。在進(jìn)行巖樣判斷的過程中需要對復(fù)雜地質(zhì)條件的地區(qū)進(jìn)行增加勘探孔數(shù)量，最終制定樁長表，可有效防止開挖后出現(xiàn)透水現(xiàn)象。因此，需要相關(guān)人員根據(jù)巖樣的參數(shù)來確定入巖情況，當(dāng)參數(shù)合格后方可進(jìn)入下一道工序。

3.3 控制樁的垂直度

一般來說，施工時控制樁身垂直度偏差不能超過5‰。在咬合樁施工成孔前后，需要注意以下工作內(nèi)容：

（1）檢查和矯正鋼套管的順直度：運(yùn)用線繩等在水平的地面上拉出兩條距離較近的、相互平行的直線，如果工具條件有限，也可以劃出兩條相互平行的直線，然后將需要校正順直度的鋼套管放在兩條直線之前，利用直尺等工具進(jìn)行進(jìn)一步的測量。不管是整節(jié)的鋼套管，還是連接好的鋼套管，順直度偏差都要控制在1‰～2‰之間。

（2）檢測和校正咬合樁成孔過程垂直度：利用線錘檢測鋼套管壓入施工時的垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)垂直度存在偏差，立即停止鉆進(jìn)施工對鋼套管進(jìn)行糾正，矯正完成后，再繼續(xù)鉆進(jìn)施工。

（3）檢查鋼套管孔內(nèi)：套管鉆進(jìn)后，在安裝下一節(jié)套管前，可以利用線錐或者測環(huán)等工具檢查孔內(nèi)垂直度，如果發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)垂直度不符合具體的要求，立即進(jìn)行糾偏，只有孔內(nèi)垂直度滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行下一節(jié)套管施工。

3.4 鉆機(jī)平面的合理布置

成樁所需要的設(shè)備有動力站、全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、旋挖機(jī)以及履帶吊（配沖抓斗），這就需要全面考慮施工實(shí)際以此來確定設(shè)備的數(shù)量，與此同時，大型機(jī)械在工作的過程中回轉(zhuǎn)半徑加大，為了確保施工安全，需要合理安置設(shè)備的位置，盡量保證設(shè)備實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。與此同時，進(jìn)行深樁混凝土澆筑的過程中容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)透水事故，因此在要采取有效的防范措施。

3.5 超低強(qiáng)度水下不分散混凝土的施工質(zhì)量控制

咬合排樁施工主要應(yīng)用到的施工材料為水下不分散混凝土，該混凝土28d設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須超過2.0MPa。為了控制好混凝土的施工質(zhì)量，施工時需要注意以下事項(xiàng)：

（1）具體的技術(shù)參數(shù)：一般來說，在拆除臨時圍堰設(shè)施時，都會對后續(xù)的施工產(chǎn)生或多或少的影響，為了將這種影響降到最低，必須應(yīng)用將強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的混凝土進(jìn)行施工，并且注意控制混凝土的剩余量應(yīng)該合理；混凝土具有良好的流動性，在海水潮汐的影響下，其具有不分散、不離析的特點(diǎn)，應(yīng)用這類混凝土完成澆筑施工的咬合樁的滲透系數(shù)不會超過1x10-6cm/s。

（2）針對砼的應(yīng)用，做好嚴(yán)格的檢查和監(jiān)控：配置專業(yè)的工作人員對混凝土的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查觀感質(zhì)量和坍落度，保證只有這些性能參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求的混凝土才能被投入到施工使用中；正式施工咬合排樁前要先進(jìn)行試樁，試樁施工時對每輛運(yùn)輸車的混凝土均進(jìn)行取樣，重點(diǎn)檢測混凝土的坍落度損失以及混凝土的初凝時間。詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，以便更好地控制后續(xù)大面積咬合排樁的施工質(zhì)量，確保咬合排樁的止水效果。

4.結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的需要，臨海工程不斷出現(xiàn)在沿海城市的建設(shè)中，其中臨海工程施工中圍堰止水樁施工是該工程的核心，其質(zhì)量管控工作更加重要，關(guān)乎著工程后期維護(hù)使用以及使用壽命，所以做好質(zhì)量控制將是臨海工程中的重中之重。