臨海圍堰止水樁施工質量控制

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。深中通道項目隧道沉管E1-E22管節在牛頭島預制場進行澆筑并在深塢出運。深塢二次舾裝區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。在施工過程中運用全套管全回轉鉆機進行鉆孔施工，同時旋挖機配合排樁清渣，該工藝具有風險低、止水效果好和影響因素少等優勢。

2.施工工藝流程

2.1 導墻和鉆孔定位施工

建造導墻主要是為鉆機提供施工環境以及提升鉆孔咬合樁孔的定位的準確性，導墻所處的位置的角度不得超過5%，根據鉆機自身來進行水平調整，該施工可有效降低土方開挖整平量。根據施工設計和設備情況來建造符合要求的混凝土導墻，導墻的厚度取決于鉆機型號以及樁徑，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，孔徑為1200mm，導墻厚度為450mm，其負荷為40t，該設備各個性能皆滿足施工要求。導墻模板根據鉆機孔徑進行設置，誤差值q=±5mm，采用定型一次性模板和預制鋼模的效果要好于普通膠合模板，通常情況下運用定型一次性模板能夠有效提升工程質量，同時質量控制工作也較容易開展。

2.2 成孔

當導墻混凝土強度達到90%后，鉆機即可開始工作，當前全套管咬合樁成樁方式一般是抓配合旋挖機成孔，根據成樁性質分為軟硬咬合，均先施工A序樁（被咬合樁）再施工B序樁（咬合樁），軟咬合施工順序為A1→A2→B1→A3→B2→…，端頭節點連接段需設置砂樁閉合。硬咬合施工順序為A1→A2→A3→…B1→B2→B3…，如圖1所示。

圖1 成樁順序

在進行軟咬合施工中，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現施工質量的控制。全套管全回轉鉆機就位完成以后，應用履帶吊對第一節鋼套管進行吊裝，保證其可以到達樁機鉗口中，借助線錘或者經緯儀，對鋼套筒樁管進行垂直度校正。鋼套管完成垂直度的校正工作后，就可以對全套管全回轉鉆機的回轉裝置加利用，利用油缸將鋼套管壓住，一邊進行回轉，一邊將護筒往下壓。隨著護筒的壓入，套管底部的刀頭也會逐漸深入地下，當第一節套管底部刀頭壓入地下深度達到2.5m后，就可以借助抓斗等設備挖取套管內的渣，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）采用導管法，導管采用直徑為φ310mm的法蘭式鋼管。導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，嚴禁將導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）混凝土澆灌中當混凝土進入樁孔底端1～2m后，可適當提升導管，導管提升要平穩，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，監測其緩凝時間及坍落度情況。同時，對于到達現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，如發現問題及時反饋信息，以便立即采取應急措施。（4）拔管成樁：澆注混凝土過程中，根據導管內和鋼套管內的混凝土量測深度，相應的進行導管拆卸及套管撥出。鋼套管撥出時，應始終保持套管底低于混凝土面2m以上。

3.質量管控的要點

3.1 控制孔口定位誤差

（1）將鋼筋混凝土導墻設置在全套管全回轉咬合樁兩側，按設計要求在導墻上設置定位孔，控制相鄰導墻的間距要超過咬合樁直徑40mm，促進全套管全回轉咬合樁底部的咬合效果更加充分。（2）精準放樣，嚴格按放樣點就位鉆機，保證鉆機定位板的圓心可以和樁位相互重合。（3）待鉆機穩固后，檢查第一節鋼管套周圍以及定位孔周圍的孔隙是否足夠均勻，充分利用經緯儀等設備校正鋼套管垂直度。

3.2 加強判巖流程管控

根據現場采樣判斷工程施工是否符合設計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，所采集的巖樣細度較大，需要經過清洗再進行判斷，但是無法對縫隙情況進行判斷，需要借助勘探報告進行判斷。根據巖樣的相關參數來判斷是否終孔。在進行巖樣判斷的過程中需要對復雜地質條件的地區進行增加勘探孔數量，最終制定樁長表，可有效防止開挖后出現透水現象。因此，需要相關人員根據巖樣的參數來確定入巖情況，當參數合格后方可進入下一道工序。

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容：

（1）檢查和矯正鋼套管的順直度：運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，利用直尺等工具進行進一步的測量。不管是整節的鋼套管，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，一旦發現垂直度存在偏差，立即停止鉆進施工對鋼套管進行糾正，矯正完成后，再繼續鉆進施工。

（3）檢查鋼套管孔內：套管鉆進后，在安裝下一節套管前，可以利用線錐或者測環等工具檢查孔內垂直度，如果發現孔內垂直度不符合具體的要求，立即進行糾偏，只有孔內垂直度滿足相應的設計要求后，方可進行下一節套管施工。

3.4 鉆機平面的合理布置

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

3.5 超低強度水下不分散混凝土的施工質量控制

咬合排樁施工主要應用到的施工材料為水下不分散混凝土，該混凝土28d設計強度必須超過2.0MPa。為了控制好混凝土的施工質量，施工時需要注意以下事項：

（1）具體的技術參數：一般來說，在拆除臨時圍堰設施時，都會對后續的施工產生或多或少的影響，為了將這種影響降到最低，必須應用將強度達到設計標準的混凝土進行施工，并且注意控制混凝土的剩余量應該合理；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，應用這類混凝土完成澆筑施工的咬合樁的滲透系數不會超過1x10-6cm/s。

（2）針對砼的應用，做好嚴格的檢查和監控：配置專業的工作人員對混凝土的各項性能進行檢查，重點檢查觀感質量和坍落度，保證只有這些性能參數符合設計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行試樁，試樁施工時對每輛運輸車的混凝土均進行取樣，重點檢測混凝土的坍落度損失以及混凝土的初凝時間。詳細記錄數據，以便更好地控制后續大面積咬合排樁的施工質量，確保咬合排樁的止水效果。

4.結束語

隨著我國經濟發展和城市建設的需要，臨海工程不斷出現在沿海城市的建設中，其中臨海工程施工中圍堰止水樁施工是該工程的核心，其質量管控工作更加重要，關乎著工程后期維護使用以及使用壽命，所以做好質量控制將是臨海工程中的重中之重。