一公局
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2021-05-17
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“复合地基承载达到166千帕,超出设计120千帕标准要求,桩体容重每立方米1000千克,远远小于搅拌桩的1800千克。”望着手里的地基和桩体检测报告,项目总工程师刘小强终于舒了一口气。
七公司承建的香海大桥土建4标位于广东省珠海市金湾区和斗门区,靠近华南海岸线。项目地表为鱼塘及水渠,有2.4 公里线路处于深厚软基中。软土淤泥处于饱和水状态,粘性大,极易导致桩体施工发生沉降。“我们给这种地质取名为‘山楂糕’,若桩体发生沉降,后果不堪设想。”刘小强介绍道。
如何解决软基沉降问题?开工前,刘小强在七公司总工程师赵振平的牵头帮助下,联合高校组建研究小组,对深厚软土地基沉降控制进行技术攻关。经过多次实地考察,研究小组发现,软土地基的常规处理方法水泥土搅拌桩和预压法在该项目应用都有很大的局限性。水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基,但受自重影响在深厚软土地基中也会发生沉降;预压法则是在软土地基上,预先堆放足够的堆石等重物或者通过抽真空形成负压,对地基预压使土壤固结、密实以加固地基,但其施工周期长,不满足工期要求。
方案研讨会上,“我们可以尝试泡沫轻质土替代传统压实路基土,减轻上覆荷载,提高地基刚度。”赵振平提出了自己的想法。刘小强灵机一动,“轻质土质量轻,强度高,如果我们把轻质化技术应用到水泥土中,进而结合搅拌法,会不会效果更佳?”一套借鉴创新的技术方案在几经讨论下,逐渐成形。
可是,在经过反复试验后,研究小组发现,轻质土搅拌成桩后,桩体内气泡消泡严重,桩体无法达到轻质化效果。“轻质混合料注入地下后经与水泥土的再次搅拌对于气泡群的扰动较大,造成严重消泡。”刘小强介绍。
找到消泡原因后,研究小组再次对关键设备和关键技术进行攻关。经过反复试验和建模,历时一个月,他们研究出了轻质混凝土灌注桩施工工法,即将气泡和水泥浆拌合工艺和长螺旋钻孔灌注桩工艺相结合的一种新型软基加固桩处理方法。该技术在国内尚属首次,能否完成桩体强度、容重和地基强度试验,研究小组心里打起了鼓。
采用轻质土灌注桩,首先要在原有轻质土搅拌桩配比基础上,加砂泡沫混合料,上下比例浮动15%下进行试配,实测28天强度。但由于试验所需长螺旋钻机成本高,进出场困难,研究小组决定前往拥有长螺旋钻机的河南郑州文通路综合管廊项目开展联合试验。在细雨绵绵的综合管廊施工现场,受限于工况地质条件,技术人员采用同等质量的细砂进行试验。三次试验后,检测结果对比表明,桩体取芯芯样完整,桩体和地基指标均满足设计要求,轻质混凝土灌注桩在内陆滩涂地区可行。“可是在深厚软基中,我们还要重新验证。”刘小强喜忧参半。
返回香海大桥项目后,研究小组立即购置长螺旋钻机,启动第二轮工艺性试桩工作。小组采用了5组配比数据,15根桩进行试验,最终成桩质量高,桩体和地基各项指标都满足工程要求。“该工艺成桩后,容重小,形成的复合地基强度大,对抗沉降问题绰绰有余。”刘小强说道。
目前项目已实现双幅贯通,轻质混凝土灌注桩施工工法的成功运用,实现了施工效率提高2.5倍。
(廖治飞)
