第A08版:营造

中交三航局江苏如皋项目部

科技攻坚二三事

□薛晨 张艾乔 万玲 陈晓军

由中交三航局承建的江苏如皋南站枢纽及涉铁综合配套项目和如皋紫光路北延新建道路,施工过程中遇到很多困难。项目部采取许多措施,攻克了难关,同时也记录下了一些精彩的故事。

“绿豆糕”里钻深孔

江苏如皋孕育着独有的复杂粉质砂土地质,“我们给这种地质取名为‘绿豆糕’,这样的土质,对我们钻孔施工既‘友好’也‘不友好’。”中交三航局如皋南站枢纽及涉铁综合配套项目总工程师黄存东说。

虽然有丰富的钻孔灌注桩施工经验,但在复杂粉质砂土层施工,黄存东还是第一次碰到。

按照设计线路,该项目重点控制性工程——如泰运河大桥136根直径为1.5米,钻孔深度超过70米的泥浆护壁钻孔灌注桩要在深厚松软的沙土中实施。“粉质砂土层最突出的特点就是土体松软,如同‘绿豆糕’一样,钻机在地下钻孔时可以‘一往无前’。”黄存东说,“但也正因此,其稳定性差,受桩机钻进扰动,容易发生塌孔。”

“特别是位于如泰运河岸4号、5号主墩桩基,塌孔问题被成倍放大。”质量部长张坤鹏补充道,“地基由于长期受河水影响,稳定性极差,且临近运河孔内易涌水,在这种地质条件下要进行超过70米的超长灌注桩施工更是难上加难。”保证不塌孔,同时满足75米钻深要求成为项目建设的重点控制工程。

绝不能被“绿豆糕”挡住了去路。黄存东立即邀请业主、设计、监理等各方代表组成攻关小组,对砂性土易碎“体质”进行技术攻关。

方案研讨会上,项目经理项勇结合以往的工作经验提出了自己的想法:“我们可以尝试通过打设钢护筒替代泥浆护壁,提高孔壁刚度,来阻止土层受钻机振动而变形出现塌孔。”经过研讨,项勇的想法顺利通过。

初步对策有了,但地下沙土层厚度达60米,全部打设钢护筒,成本惊人,实不划算。成员再次发起技术攻关,升级方案,同时实现成本“瘦身”。

经过多次实地考察,研究小组发现,地下9米深是塌孔发生的分界点,越往下,出现塌孔概率会相对减小。原来,近河区域有原码头驳岸,基础在码头施工时,开挖回填过,土质十分松散,故而极易出现塌孔。而9米以下是原始土层,相对结实。

这时,黄存东灵机一动,“9米以上土质强度低,采用钢护筒固体法,而9米以下仍然采用泥浆护壁法,这样效果有保障了,也能省去大笔开销。”经过一番“头脑风暴”,利用钢护筒加持泥浆护壁的方案逐渐清晰。

但团队依然不放心,原因在于原始土层相对结实,但体质松软没变,仍有可能出现坍塌,找寻护壁效果更佳的新型泥浆又成为大家需要攻关的重点。

黄存东带领技术员们分秒必争,翻阅了百余个易塌孔区灌注桩施工经典案例,终于一种名为“可利尔化学泥浆”的新型泥浆进入视野。该泥浆以改性的高分子聚合物为基料,配以护壁剂、防渗剂、稳定剂等多种添加剂,可使泥浆黏性增加,护壁效果远胜于常规的膨润土加水自然造浆,使孔体的承载力变大。但实际施工千差万别,市场上现有的泥浆可能难以做到有效“固体”。

面对困难,团队决定从市场上购买原材自行研发,重复验算原料配比,确定各添加剂最佳掺入比例,采用烧碱水溶液调整PH值,提升浆液浓度。大量试验后,终于有了满意结果,“没成想泥浆也能有这么好的粘黏性。”张坤鹏看着实验结果说。

初期技术攻关过后,还需要“硬指标”来检验。黄存东带领技术人员重启工艺性试桩工作。“强体”必须万无一失,黄存东现场给团队下达“军令状”。

于是,大伙儿又从优化工艺着手,钻机改用护壁性更好的正循环方式钻进,并规范钻进速度,减轻对孔壁扰动……终于,经过系列努力,一举解决了塌孔难题,实现1天1根桩到2天3根桩效率提升,还提前15天完成施工,桩质量也全部达到一类桩标准。

“连环计”稳住了“沙坑”

同样在如皋,由中交三航局承建的紫光路北延新建道路,正如火如荼推进。建成后,将成为沟通新老城区,贯通南北方向交通,构建城郊居民半小时生活圈的“新动脉”。

原来,根据施工要求,该项目部需要先在全长2.1公里的线路上挖5米深的基坑,用以完成雨水、污水、通信、电力等地下管道的铺设。可是,地质勘测报告显示,施工范围内的土壤多为砂性土,土质软弱,而且地下水蕴藏丰富,地表下挖2米就开始渗水,越下挖渗水量也越大,速度也快。

“在这种条件下开挖基坑,无异于在水下的沙滩挖坑,极易涌水涌沙,造成坍塌。”项目总工程师黄存东皱着眉头说道。如何治服地下水,稳住“沙坑”,是团队施工面临的第一大考验。

为了确保开挖过程中土体稳定,最轻松便捷的办法就是布设降水系统进行降水,降低基坑地下水位。但问题是,紫光路距离盐通高铁和宁启铁路不到200米,一旦“降水”,大概率会造成“误伤”,出现路基沉降甚至坍塌,大大影响铁路安全,这种做法不可取。

“既然‘排’行不通,我们就‘堵’。”项目内部对策分析会上,黄存东提出了自己的想法,“想办法避免涌水涌沙。”得到了项目团队的一致同意。

随即,黄存东邀请业主、设计、监理等各方代表组成专家组,成立治涌水防涌沙处置小组,到现场实地考察,并多次召开专题研讨会,制定了“两步走”的应对方案,以达到堵的目的,并稳住“沙坑”。

第一步“变”,就是进行设计变更,降低基坑开挖深度。黄存东和技术员通过对不同深度的基坑壁进行水压测试,发现开挖深度在3米左右,既能满足施工要求,基坑出现涌水涌砂导致坍塌的概率也小。

第二步“固”,就是加固坑壁,杜绝渗漏。开始,有人建议在坑壁周围插打钢板桩防止渗漏,但测算发现,全线2.1公里即便是分段开挖,成本也相当惊人。项目团队在查阅经典案例后,决定改用及时向坑壁抹混凝土浆的方式,成本小,效果也不赖。

“两步走”的实施,基坑开挖有了保障。可是,一次远超预计的涌水事件给项目团队敲响了警钟。一天,现场作业人员指挥挖机将基坑开挖成型后,准备浇筑基坑混凝土垫层,抹混凝土浆,突然遇到大型涌水。项目团队紧急调用大功率的排水泵,同时不断人工用铁锹修复基坑,保证施工断面。

这次“意外”,让项目团队意识到进一步丰富涌水治理措施的必要性。黄存东和团队紧急升级应对策略。一番商讨后,在“两步走”基础上,提出第三步“灌”,即是万一渗漏,及时回灌。团队每隔10米在基坑旁配一台抽水设备,同时在挖好的基坑附近挖取一定大小的沟槽。基坑一旦渗漏,施工队伍便迅速抽取,进行回灌,既保障基坑的稳定性,也能确保地下水位的平衡。

此外,每每开挖,黄存东都直接冲到第一线带领作业人员实时观察基坑地下水位和周边地表情况,使基坑开挖施工安全高效。得益于一变二固三灌的“连环计”,最终,项目团队攻克了“沙坑”难题,百日内完成全线基坑和管道施工。目前,道路正进行水稳层和路缘石施工,为沥青摊铺创造条件,预计于年底建成通车。届时,城郊居民半小时生活圈将如愿以偿!

2021-12-16 □薛晨 张艾乔 万玲 陈晓军 中交三航局江苏如皋项目部 2 2 建筑时报 content_15448.html 1 3 科技攻坚二三事 /enpproperty-->