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1勘察過程的關鍵環節及控制
1.1加強施工組織本次主橋勘察鉆探孔共計11個,其中有4個孔位在無水處低漫灘,7個孔均處于深水江面上,南岸跨堤及引橋處于高河漫灘上,不受江水漲落影響。整橋巖土勘察工期安排70天考慮,主橋主墩勘察孔能否順利施作是按期提交成果報告的關鍵,因此,我們采取如下措施。(1)根據場地條件現場組織踏勘,提早確定水上施工的技術方案和質量措施。(2)在投標過程中細化主墩及輔助墩施作前輔助工作相應的工、料圖紙及需用量,做到重點考慮,心中有數。(3)進場后立即按已設計好的水上平臺方案進行深水主墩勘察孔平臺搭設,主墩平臺與北輔助墩(低漫灘處)間的水面上通行與運輸采取了搭設簡易便橋的方案,橋長約200m,平臺作業面為5m×36m,平臺之間以便橋連結。考慮到主墩探孔施工中江水上漲的可能,平臺面高出江水約2.5m,以確保在洪水期到來之前一次完工主墩勘察孔的施作。考慮到平臺設備及材料重物堆放,平臺立根支撐均采用1m×1m間距、50mm鋼管腳手架搭設,架管底部段采用錘擊法擊入河床1~2m,平臺立根合理設置斜撐,使平臺在風浪下保持穩固。(4)只要場地條件允許,引橋勘察孔即時施作,采取多上設備,加快外業鉆孔取樣和原位測試工作。
1.2確保勘察質量,嚴格執行規范標準
1.2.1引用的規范標準松浦大橋巖土工程勘察遵循和執行的規范有:《巖土工程勘察規范》(GB50021—2001);《市政工程勘察規范》(CJJ56—94);《公路工程地質勘察規范》(JTJ064—98);《公路橋位勘測設計規范》(JTJ062—91);《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTJ024—85);《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002);《土工試驗方法標準》(GB/T50123—1999);《公路土工試驗規程》(JTJ051—93);《中國地震動參數區劃圖》(GB18306—2001);《建筑抗震設計規范》(GB50011—2001);《公路工程抗震設計規范》(JTJ004—89);《靜力觸探技術標準》(CECS04:88);《建筑地基基礎設計規范》(DB23/902—2005);《哈爾濱市市區地基承載力特征值技術規定(試行)》(HDB001—2005)。規范標準限值采用較高標準級別。
1.2.2采用的勘察方法(1)鉆探取樣:鉆探取樣主要分2種形式,一種是上部河床松散砂層(0~40m)段采用SH30型鉆機進行跟管沖擊取樣工藝,下部巖石地層采用XY-2型回轉鉆進取心工藝,取樣按規范標準分層取樣,并及時封閉包裝送樣至試驗室分析試驗。(2)原位測試:主要采用靜力觸探、標準貫入試驗、波速試驗和抽水試驗。(3)室內試驗:主要進行了原狀樣物理力學性質試驗,包括顆分、壓縮、剪切、高壓縮、靜三軸、巖石單抽抗壓強度、水質分析等方法。
1.2.3完成的工程量完成鉆探孔16個,進尺1509.3m;測量16點;抽水孔1個,孔深16m,抽水試驗2次;巖土原樣分析測試,常規土樣41件,顆分137件,高壓5件,水分析2件,巖石單軸拉壓240組,巖石直剪彈模9組;靜力觸探5個孔,125m;標貫試驗70次;波速測試2個孔,201m。
1.3關鍵環節與控制
相對其它建筑工程巖土工程勘察而言,松浦大橋主橋段勘察工作的重點和關鍵環節在于深水處主墩、輔助墩鉆探孔的施工。
1.3.1水上平臺的搭建水上平臺是完成水上鉆孔取樣及原位測試的工作平臺,要求作業面寬敞并具足夠承載能力以滿足施工設備機具、泥漿循環系統正常工作使用。主墩位于江中心深水處,考慮到承重能力和組建拆安的方便性、靈活性,選用如前所述的50mm鋼管腳手架并以錘擊式植入河床快速搭建完成,整個平臺在施鉆過程中工作穩定,交通方便,大大提高了工作效率。
1.3.2爭搶時間一次性主墩設備進場施工主墩5個鉆孔采用的3臺XY-2型鉆機及相關機具、泥漿材料及制漿設備、循環系統品種較多,數量較大,考慮到7月份江水汛期馬上即到,在平臺搭設完畢后立即租用了300t(3000kN)托輪,由南岸將平臺作業所需全部機具、材料一次吊裝托運到平臺面上,省去由便橋人工搬運的時間,使平臺作業快速進入正常施鉆階段。
1.3.3加固跟管鉆進套管連接強度水上主墩鉆孔取樣必須采取最佳工藝方法以確保鉆孔取樣原位測試一次成功。深水跟管鉆進取樣和下部巖石段鉆孔取心單孔工期較長,孔壁穩定是保證探孔施工質量的第一工藝要素,上部40m松散砂粒,采用127mm跟管并在管接頭螺紋處加焊防松筋的辦法以加強套管的聯接可靠度,施工證明,該法有效,施工過程中無脫管、斷管事故的發生,保證了施工順利進行。4.3.4采心器具齊全,提高巖心采取率施工中采用了沖擊半合管采心器,較破碎巖層采用了雙管單動采心器,較完整巖層采用了單管副壓式采心器,巖心采取率均達到滿意效果。
1.3.5做好泥漿護壁工作因鉆孔鉆遇有60多米泥砂質巖類,該巖層水敏性極強,遇水膨脹脫落、坍塌可能性很大,因此在做好松散砂層套管護壁的前提下,必須使用低固相優質泥漿進行鉆孔護壁。采用了2%優質膨潤土加純堿、聚丙烯酰胺處理的泥漿,并合理設置平臺泥漿循環系統(泥漿沉淀箱2m3,循環槽長20m),堅持勤處理、勤檢測、勤調整泥漿性能的辦法,在5個主墩、2個輔助墩鉆孔取樣中未發生任何鉆孔孔壁坍塌事故,保證了取樣順利進行。
1.3.6把好樣品保管、采取、試驗關對于現場樣品保管和采取要求整齊擺放入箱,并及時進行原樣編錄,現場拍照存檔,現場截取試樣,并準確標簽,封包要嚴實,并及時送樣至試驗室分析。確保勘察資料真實準確。堅持當天樣品當天送檢,及時出檢數據,分析對比,確保數據真實、有效。
2勘察成果
2.1各巖(土)層允許承載力和樁基參數的確定綜合室內土工試驗和原位測試,結合當地建筑經驗,確定勘察孔各巖(土)層容許承載力和樁基參數見表1。
2.2樁基單樁承載力的計算對比按表1各巖(土)層樁基參數計算單樁承載力結果見表2。
2.3樁基沉降估算按主墩底梁反力450000kN、底面積18.5m×40m,單樁承載力25000kN,布樁18根,樁長79m,樁徑2.0m,樁距6m,將群樁視為實體基礎,樁基沉降估算參數見表3。
3結語
松浦公路大橋主橋及南岸引橋巖土工程勘察施工全過程體現了作業計劃合理,方案科學有序,加之勘察過程關健環節掌控有力高效,使主橋成果報告按期提交設計院。南岸引橋由于橋址拆遷影響,局部探孔推遲至來年春季施作,對整橋設計及開工建設有一定影響。這是我公司首次開展深水巖土勘察項目,由于重視,投入了足夠的人力、物力,嚴格按規范要求把好鉆孔取樣關鍵工藝環節和重視分析試驗工作,取得了科學準確的設計參數,使該橋施工中未出現補勘和補充資料增加現象,該橋已于2010年10月通車,并成功申報獲得建筑魯班獎。通過本次松浦公路大橋深水巖土工程勘察工作,使我公司執業水平的技能得以進一步扎實和提高,并收到了良好的經濟和社會效益。
作者:唐世杰 李丙奎 陳躍武 劉德永 單位:黑龍江北方有色建設有限責任公司