在“喀斯特”熔岩区稳基坑

2017-06-14 274 0

  一草一木皆原始,阿蓬江上轻舟行。阿蓬江集原始峡江、温泉、溶洞、地下暗河于一体,形成独特的河谷风光。这是三航局承建的黔张常铁路阿蓬江特大桥所在地。
  阿蓬江特大桥是全国第一条高跨客货共线铁路斜拉桥,水文地质条件复杂。特别是阿蓬江岸14号、15号主墩深基坑施工,最深开挖15米,需要在江两岸水陆交界处各开挖出比标准5人足球场还大的基坑平面。不仅工程量大,而且地质为典型的“喀斯特”熔岩区,以泥岩、砾岩为主,遇水浸泡软化后易坍塌、破碎,开挖风险大,临水侧还有7至9米的水压力。保证基坑不变形成为项目建设的重点控制工程。
  原设计基坑开挖采用钢板桩支护,但两次试桩均告失败,“罪魁祸首”是岩层够硬。泥岩、砾岩长时间遇水浸泡后,虽易坍塌、破碎,可不遇水浸泡,却是块“硬骨头” 。
  为治服强硬岩层,确保基坑开挖,项目常务副总工袁伟民在脑海里不断推演方案。一天晚上,与同学的一番谈话,让他重新找到了思路:运用咬合桩、鱼腹梁相结合,纵向围护采用咬合桩、横向支撑选用鱼腹梁钢结构,共同受力阻止基坑变形。
  施工钻孔咬合桩,就如同将一根根筷子插入岩层后,再削去筷子凸出的部分,形成无缝隙“筷子墙”隔离水土。而横向在四周再各加两道鱼腹梁,发挥房屋“横梁”的功效,犹如在咬合桩支撑四周压力基础上,再横向施加支撑力,形成“二重劲”抵抗外界压力。
  袁伟民查找案例,发现钻孔咬合桩是岩层“克星” ,适用较深的基坑开挖。且与传统内支撑方式相比,鱼腹梁支撑整体稳定性更佳,基坑变形概率小。省工期、成本,还提供开阔的施工空间。
  袁伟民很快将采用该工艺的想法汇报给专家团队。可面对工艺在铁路应用还是空白的事实,他们拒绝了,转而建议采用传统灌注桩和钢结构内支撑体系。但袁伟民并没有放弃。
  为顺利“嫁接”咬合桩与鱼腹梁工艺,袁伟民做了五个月的功课,终于说服组织召开专家论证会,对方案安全可行性、经济合理性以及实际可操作性进行全面诊断,拍板方案用于施工。
  开工那一刻,袁伟民开心地像个孩子,但很快取而代之的是严肃。铁路建设应用该工艺尚属首次,他有点怕。咬合桩钻孔施工一开始便遭遇难题——钻机在场地寸步难行。他发现病根是施工区域大部分场地还比较松软,钻机自重大大超过承载力,“设法硬化地基,顶住钻机重力” 。
  袁伟民安排施工队对场地实施平整、压实,对烂泥地换填块石增厚“底子” ,最后再铺一层路基板,三管齐下,地基由软变硬,钻孔施工如火如荼展开。
  解决软地基难题后,保障每一根桩与地面水平线成90度角成为基坑围护成败的关键。一旦偏位,桩咬合度就难达到要求,止水将是一场空。
  “咬合桩是当今最有效的止水结构之一,前提是桩咬合度要达到30厘米, ”袁伟民介绍说,“咬合是完成‘你中有我,我中有你’的过程,通过弧形切割左右素砼桩与钢筋砼桩重叠部位砼实现” 。
  为精准控制每一根桩的垂直度,袁伟民和技术员不放过任何细节,遇到问题早发现、早解决,经常是大家直接在现场开短会,把难题攻克。
  于是,一套利用导向墙与全站仪精准定桩位,施工中借助钻机自带仪器实时把控垂直度,最后孔内再用“线锤”复核垂直度的“拉直”方案出炉。“不夸张地说,实施后,每一根桩垂直度偏差都被控制在了3‰以内。 ”袁伟民自信地说。
  扫清障碍后,他本想歇歇脚,却又遇上效率低的难题。为便于切割,素砼桩采用超缓凝砼,以延缓凝结时间。但施工发现,素砼桩硬度超出预期,钢筋砼桩钻孔施工颇受牵掣,对其切割也不易。袁伟民带领团队重新配置素砼桩混凝土。大家同心协力,通过改用强度低的混凝土,调整含砂率等控制素砼桩硬度,成功破解效率低、不易切割难题。
  咬合桩结束后,止水做到了“滴水不漏” 。加之鱼腹梁鼎力相助,基坑最大累计位移仅2 . 3毫米……如今,高达170余米的主墩矗立阿蓬江两岸遥相呼应,蔚为壮观。

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