湯立

（中交第二航務(wù)工程局第二工程有限公司，重慶 401120）

1 工程概況

該橋全長(zhǎng)2600多米，工程施工內(nèi)容包括南塔及基礎(chǔ)、通道檢查、南塔附屬設(shè)施、南錨碇和南引橋等。南引橋包含合并段和分離段兩部分，雙層橋面是合并段的主要形式。上層設(shè)計(jì)為雙向六車道的高速公路復(fù)線，下層設(shè)計(jì)為南金一級(jí)公路。大橋施工區(qū)域的地層類型為凝灰?guī)r，同時(shí)伴有輝綠巖、霏細(xì)斑巖和花崗斑巖等巖石類型。該地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，同時(shí)海洋會(huì)對(duì)其產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，具有顯著的季風(fēng)特點(diǎn)，四季氣候變化明顯，夏天沒有酷暑天氣，冬天沒有嚴(yán)寒天氣，降雨量充沛，時(shí)常會(huì)受到臺(tái)風(fēng)的影響。

2 工程重難點(diǎn)

（1）該施工區(qū)域存在軟弱土層，給整個(gè)施工作業(yè)造成嚴(yán)重的影響。軟弱地層的沉井下沉施工中，南錨碇沉井地基軟弱層厚度在40m以上，地基承載能力較差，沉井施工的難度系數(shù)非常大。

（2）控制沉井下沉精度。沉井的體量較大，混凝土沉井接高下沉的精度和鋼沉井拼裝施工的要求比較嚴(yán)格。

（3）處理沉井地基。淤泥靈敏度較高，砂樁的加固施工深度較深，砂樁的長(zhǎng)度在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)第一，設(shè)備選型難度非常大。

（4）挖掘刃腳卵石層是沉井持力層的主要施工形式，其承載力較大，要想使其下沉到位，施工難度系數(shù)比較高。

（5）防護(hù)河堤。沉井與防汛大堤的距離比較近，挖土和降水會(huì)給其造成負(fù)面影響。

3 南錨碇沉井基礎(chǔ)下沉施工

3.1 施工準(zhǔn)備

沉井結(jié)構(gòu)是南錨碇的基礎(chǔ)，軟弱土層厚度達(dá)到40m以上，事先采取措施處理砂樁軟基，使首節(jié)鋼沉井拼裝、第二節(jié)和第三節(jié)混凝土沉井接高施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)較大程度的壓縮沉降，防止出現(xiàn)不均勻沉井或者突沉，使沉井出現(xiàn)損壞、傾斜的情況。在沉井全過程和接高時(shí)，做好下沉系數(shù)和接高系數(shù)驗(yàn)算工作。借助接高系數(shù)合理管控沉井接高整個(gè)過程，接高時(shí)控制好下沉問題，使沉井接高施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求[1]。澆筑混凝土?xí)r，入倉混凝土量對(duì)稱施工，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)沉井過程，必要時(shí)調(diào)整入倉混凝土量。要想使沉井下沉速度和施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要科學(xué)管理下沉系數(shù)。沉井的軟弱地層厚度較大，易發(fā)生突沉的情況，在采取砂樁加固方法的同時(shí)，在每次下沉后預(yù)留4m左右的高度在外面，管控好沉井沒頂問題。

塔吊配合龍門吊是沉井接高起重使用的主要設(shè)備，塔吊的布置方式有沉井外側(cè)設(shè)移動(dòng)塔吊、沉井外側(cè)設(shè)固定塔吊和沉井井壁設(shè)固定塔吊等。在布置起重設(shè)備時(shí)，以設(shè)備自身安全風(fēng)險(xiǎn)和給沉井可能帶來的影響為依據(jù)。南錨沉井軟弱地層的厚度在40m以上，下沉初期不會(huì)有側(cè)向約束存在、易導(dǎo)致傾斜的問題，如果將塔吊固定在井壁上，塔吊會(huì)隨沉井一起傾斜。塔吊起重作業(yè)會(huì)給沉井帶來不均勻的荷載，加快了傾斜的速度。

3.2 沉井下沉

部分降排水下沉施工技術(shù)是沉井的核心技術(shù)，使用沉井姿態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成沉井下沉施工測(cè)量任務(wù)，在校核時(shí)使用的主要方法為水準(zhǔn)儀精密幾何水準(zhǔn)測(cè)量和全站儀三維坐標(biāo)測(cè)量，及時(shí)觀測(cè)沉井每個(gè)倉內(nèi)泥面的標(biāo)高[2]。沉井下沉施工測(cè)量流程如圖1所示。

在沉井下沉過程中，監(jiān)測(cè)沉井姿態(tài)的主要設(shè)備為沉井姿態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使沉井三維姿態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、全天候的高效輸出，為取土下沉施工提供了便利的條件。通過創(chuàng)建預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，使突沉現(xiàn)象在第一時(shí)間反饋到相關(guān)負(fù)責(zé)部門。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)安裝的具體情況如圖2所示。

圖1 沉井下沉施工測(cè)量流程

圖2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)及現(xiàn)場(chǎng)安裝

沉井下沉初期不會(huì)受到導(dǎo)向的約束，沉井姿態(tài)控制存在難度，容易出現(xiàn)偏位或傾斜的情況，所以使用降排水取土下沉施工技術(shù)來完成沉井初期施工，使整個(gè)施工在可控、可視的情況下完成，科學(xué)管控沉井姿態(tài)，正確形成沉井下沉導(dǎo)向。南錨碇沉井高度為68m，在沉井后期施工時(shí)依然使用降排水下沉技術(shù)會(huì)導(dǎo)致以下情況：突沉風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和沉井浮容重增加；沉井與甌江比較接近，降排水難度系數(shù)大；降水量過大，使四周建筑物和大堤出現(xiàn)沉降超標(biāo)的情況，給防護(hù)工作造成嚴(yán)重的影響。因此，沉井中后期使用的下沉技術(shù)為不排水吸泥技術(shù)。

在專業(yè)的制造廠將首節(jié)鋼沉井制作成一個(gè)個(gè)小節(jié)段，運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)組裝，鋼沉井夾壁混凝土采取分次對(duì)稱澆筑的方法；分層分段對(duì)稱接高和翻模法接高是混凝土沉井的主要施工技術(shù)。第二節(jié)和第三節(jié)混凝土沉井接高施工完成后做好井內(nèi)抽水作業(yè)，取土下沉使用的主要方法為十字槽開挖法。沉井下沉到卵石層前，剪力鍵支撐狀態(tài)或全截面支撐狀態(tài)是下沉過程和接高的主要形式；大鍋底狀態(tài)是卵石層下沉的主要狀態(tài)。

3.3 沉井降排水下沉

沉井降排水下沉?xí)o老堤造成致命的傷害，所以要事先完成改堤工作。在仔細(xì)分析沉井降水給改堤和標(biāo)準(zhǔn)堤造成的影響后發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)堤的最大沉降量為32mm，改堤的最大沉降量為3mm。而《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50286—2013）》[3]中明確指出，標(biāo)準(zhǔn)堤容許沉降量為32mm，改堤的容許沉降量為35mm，這就不難發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)堤無法滿足大堤安全的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃在沉井和標(biāo)準(zhǔn)堤之間增加旋噴樁隔水帷幕，保證大堤的安全。

3.4 沉井終沉

卵石層是沉井持力層的主要形式，沉井在分區(qū)隔墻和周邊刃腳支撐的情況下，沉井下沉系數(shù)為0.9，無法滿足下沉的設(shè)計(jì)標(biāo)高要求，所以沉井要在四周刃腳支撐的作用下終沉到底，終沉過程中下沉系數(shù)為1，能夠及時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)高終沉的標(biāo)準(zhǔn)。完成終沉以后，分區(qū)隔墻刃腳使用拋石填筑，構(gòu)成“四鍋底”的模式。沉井終沉從卵石層穿過，小粒徑卵石使用的取土吸泥技術(shù)為潛水鉆與沖吸法配合的方法，抓斗取土技術(shù)主要應(yīng)用于大粒徑卵石層，在處理刃腳位置時(shí)，采取的方式有小直徑鉆機(jī)松動(dòng)刃腳處卵石、井壁內(nèi)預(yù)埋管道和高壓射水等。

3.5 沉井頂蓋板與錨碇施工

錨體和沉井頂蓋板屬于大體積混凝土，在確定分層施工高度時(shí)使用溫控分析法。在頂蓋板預(yù)制安裝和底模梁板預(yù)制的過程中，使用的主要設(shè)備為龍門吊配合履帶吊的方法，分三層完成頂蓋板的澆筑施工。掛架模板是錨體施工的主要設(shè)備，使用的施工技術(shù)為翻模法。將鋼管支架支撐設(shè)置在前支墩和前錨室中，使用鋼支架精準(zhǔn)定位散索鞍索導(dǎo)管并固定好。安裝錨碇系統(tǒng)時(shí)對(duì)精度的要求非常高，采取測(cè)量控制的方法來確保安裝施工滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 沉井封底及填倉

沉井使用對(duì)稱封底施工技術(shù)可以避免沉井基底偏載問題，分兩次完成封底施工，每一次封底施工的混凝土澆筑量要達(dá)到設(shè)計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)有多家混凝土攪拌站，以項(xiàng)目部攪拌站為核心，與其中一家攪拌站合作，能夠滿足沉井封底和填倉混凝土施工的需求。首次填倉混凝土和封底混凝土的使用劑量比較大，需與其他攪拌站合作，其余施工位置所使用的混凝土由項(xiàng)目部攪拌站供應(yīng)。

4 結(jié)語

受大橋南錨沉井深度較大的影響，最終使用的施工方法為南錨碇沉井基礎(chǔ)下沉施工技術(shù)，將工序轉(zhuǎn)換控制在最小的范圍內(nèi)，合理管控工期，確保下沉施工順利完成。在下沉后期，將空氣幕打開輔助下沉，將沉井下沉阻力降到最小，使下沉速度滿足設(shè)計(jì)的要求。