劉長剛,曲劍輝,徐振騰,李海亮
(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司,黑龍江 哈爾濱 150070)
在我國,由于水系較為發(fā)達,河流密布,在路線設計過程中,或多或少地會出現(xiàn)橫跨江河的情況,導致基礎處于江河中,使基坑開挖施工條件復雜,對施工技術(shù)的要求較高,導致水中基礎開挖施工成為橋梁建設過程中關(guān)鍵的一環(huán)。
水中基坑開挖作為水中施工,以其施工難度大、建設周期長、風險系數(shù)高的特點,成為了控制橋梁施工進度的關(guān)鍵因素。因此,在橋梁建設過程中,采取有效的施工方法具有十分重大的意義。在我國對水中基坑常用的施工措施主要有兩種:鋼板樁法、帷幕法。
鋼板樁施工對地質(zhì)層有相應的要求,對承載力較大的地質(zhì)層施工難度系數(shù)較大,不能起到很好的圍堰效果,且施工成本過高,施工周期長。帷幕法存在的問題是施工需要有專業(yè)的施工隊伍,操作難度系數(shù)大,施工完后需要等待水泥樁形成一定強度后方可開挖,耽誤工期。且旋噴機無法穿透卵石地層進行噴射,不能形成有效地阻水帷幕。
根據(jù)我部實際施工生產(chǎn)任務,現(xiàn)場的實際情況,提出新的水中基坑施工技術(shù)。本文主要從三個方面展開,一是水中基坑擴大基礎施工;二是四道阻水措施施工;三是施工過程控制。
卵石層地質(zhì)具有孔隙率較大,透水性較高,承載力不均勻、表面光滑不穩(wěn)定性等特點,且由于卵石在河床底部粒徑較大,在實際施工過程中直接開挖易導致塌方、護坡滑動等,所以在施工過程中需要增大平臺施工面積,基坑外圍布設一周可供機械施工的便道,保證水中開挖過程中施工作業(yè)面,進行擴大基礎開挖施工。
由于處于汛期,河流水位較高,河流中全是卵石,透水性極好,所以在開挖準備過程中,水流滲透速度快,看不到基底的情況。所以在施工時,測量放樣一定要精準以及給出準確高程,避免因高程不足,或范圍不夠,從而二次開挖,加大施工難度,耽誤施工進度。
在開挖時,挖掘機由下游一頭向上游一頭挖,挖出的料在基坑邊上做防護,防止水位增高,直接沒過基坑,影響施工進行。挖掘機挖出一個面后,選擇幾個點來進行高程、位置控制,確定無誤后繼續(xù)開挖,直到基坑全部開挖完成。
(1)第一道阻水措施
鉆孔樁施工時筑島圍堰時大部分填料為大顆粒的卵石,空隙率較大,透水性較好。采用厚塑料薄膜對圍堰進行防水和隔水處理。采用機械在筑島四周(主要為迎水側(cè))邊坡進行鋪設塑料布,塑料布底腳處設置鋼筋加重,鋪設完成后回填小卵石進行覆蓋,保證整體的穩(wěn)定性及防止卵石沖刷,此為第一道阻水措施。
(2)第二道阻水措施
在筑島平臺四周可供機械行走的便道中間挖設一道深度為2.5 m左右的溝槽,采用黏土配合土工膜的方式進行回填,填筑至頂面。土工布下入水中后,用黏土將土工膜全部蓋住,形成復合的隔水層,增強島內(nèi)材料的阻水性能,減少大孔隙水流,此為第二道阻水措施。
(3)第三道阻水措施
黏土夾層設置完成后,進行基坑開挖,深度滿足要求后,采用單壁鋼套箱作為第三層阻水措施。現(xiàn)場制作鋼套箱,為防止套箱直接下入基坑被擠壓變形,采用工字鋼來加固,在套箱的四周橫縱方向每隔1 m加焊1道φ14型號的工字鋼,在套箱四個角處,沿鋼板邊1 m處,上下加焊兩道工字鋼,總共8道。加固完成后,根據(jù)實際情況,選用兩輛25T吊車將鋼套箱吊入基坑內(nèi),吊裝時,測量人員確認位置無誤后,然后再將套箱落底。
(4)第四道阻水措施
在鋼套箱下入基坑后,采用不透水的黏土回填套箱內(nèi)外部底腳,針對套箱底腳透水進行密封,形成第四道阻水措施。黏土回填不能回填過多,防止因側(cè)面土壓力過大造成鋼套箱的移位,因此回填黏土時要內(nèi)外部同時回填,黏土回填高度使鋼套箱底腳處位置埋深0.5 m即可,保證鋼套箱底部的封閉性。
準備工作完成后,套箱內(nèi)外開始同時排水施工,使套箱內(nèi)外水壓力保持一致,由專人看管水泵。待滿足施工條件后,開始進行后續(xù)施工。
麗水市靈山大橋水中基坑施工時,因地質(zhì)條件環(huán)境的原因,位于河道內(nèi),施工難度大,制約著下部結(jié)構(gòu)工期。采用了過水淺灘卵石層基坑開挖施工技術(shù),在2019年5月末實現(xiàn)承臺全部施工完成,比預期提前了15 d,這樣節(jié)約了工期,大大降低了施工成本,經(jīng)濟效益顯著。項目部應用該技術(shù)取得了良好的成果,并進行了相應的推廣應用,根據(jù)項目實例該技術(shù)受到業(yè)主單位與監(jiān)理單位的好評,并在業(yè)內(nèi)進行了相應的推廣使用。