广州科学城丰乐隧道下穿广深桥段桩基加固及监理浅谈.doc

广州科学城丰乐隧道下穿既有广深桥段施工及监理浅谈

广州经济技术开发区建设监理有限公司 唐智
【摘要】：本文介绍了既有桥下新建隧道施工技术管理及其监理控制情况，总结了有关此类工程施工和监理经验
【关键词】：监理控制 方案审核 重点工艺参数

一、工程概况
丰乐路隧道位于广州科学城内，北接科东大道，向南下穿一横路、广深高速公路及南部一横路，是广州市及科学城的一条南北走向主要城市干道。隧道总长672m，宽28.6m ,一横路右转匝道下穿广深高速公路及南部一横路后与主线隧道相接，右转匝道总长335m，宽7.6m，相接段隧道宽度由39.6m渐变为28.6m。规划乌涌右支呈南北向从场地东部约20m穿过（现已动工开挖），广深高速公路呈东西走向从场区中部穿过，其桩基加固是本工程处理的难点。有关本段专业特点有：①地下水丰富，施工时须采取降水和止水措施，且呈中等~弱酸性，要求主体工程必须具有防腐蚀性和耐酸性。②基坑支护工况衔接性、工况之间的相互转换及配套性。③深基坑性（深达7米）。④大型机械种类和数量相对较多（搅拌桩机、旋喷桩机、挖掘机械、运输机械、钻桩机械、碎石桩机、碾压机械、浇注机械、注浆机械等等）。⑤广深高速公路桥下空间狭小、重要工序多，危险源多（桥上有国防光缆），施工难度大。⑥工期紧，任务重，本段施工是关键工序的瓶径，其基底标高是最底点，基坑必须赶在雨季到来之前完成，而且要考虑广深桥下开挖土方的运输通道。⑦施工过程工序多，转换环节多，层次性、连续性、过程控制性等较强。
二、监理控制
1、 组织机构
本段监理组织机构总体服从全工程监理人员的要求,不过特意增加了一个岩土监理工程师和一个桥梁监理工程师，在此不再累述。
2、前期监理控制——加强沟通与协调。
1) 为确保广深高速公路的安全运营，在开工前我司特别加强与广深高速公路公司的沟通与协调。先从广深高速公路公司有关部门了解到高速公路桥基的结构受力情况，有关设计及安全参数，在确定桥基加固方案方面应征求高速公路公司的意见，以保稳妥。在施工过程中，根据现场具体情况，与广深高速公路公司进一步沟通和协调，以避免不必要的误解造成施工阻碍，确保施工进展顺利。
2) 与设计部门的沟通与协调。
从设计资料看，场地工程地质和水文地质状况可能是从邻近场区的勘察结果类比判定，因此，其地质资料地准确性还有待于施工过程中的进一步证实和补充。从设计资料和邻区钻探芯样看，有软土、砂层和高岭土等对本工程项目（隧道）影响较大地不良地质状况，尽管其厚度、埋深、分布和渗水等并不严重，但也不能掉以轻心，要高度重视，当现场有影响施工安全和质量的不良地质时，应及时和设计部门沟通联系，通知设计部门派员现场考察和研究处理方案，减少其对施工的影响程度。
3、施工过程监理控制
1）审核施工方案
我司审核了该重点工序方案的组织机构、质安保证措施、工艺顺序、人机料调配情况等，认为可行。根据所报施工方案以及我司补充的要求如下：（1）、加固帽粱。因隧道基坑开挖后，广深桥桩、柱悬臂长度会增加，桥面行车水平制动力会对桩基有一定的影响，为确保广深桥在隧道施工期间的运营安全，在基坑开挖前，首先在广深桥既有台帽和帽梁上加铆5×8根长约16.0m的Φ400×10mm的钢管横向支撑。其次要加固土体。为改善广深桥既有磨擦桩桩周土体的摩阻力，同时也为减少因基坑开挖引起的桩周土体的垮塌，在基坑开挖前，采用袖阀管工艺对既有桩周土体进行静压注浆，间距为0.50m。另外，基坑施工时，可采用分层开挖结合挂网喷射混凝土墙对既有桩周土体作进一步的保护。混凝土墙面板网筋采用Φ8钢管按200×200mm编网，为防止编网外凸，垂直开挖面上布设三排土钉，布设的土钉长度为1.0m，垂直间距和水平距均为1.20m，土钉倾角为10度，土钉杆体采用Φ16钢筋。喷砼强度为C20，喷砼厚度为20cm，其中初喷砼厚度为10cm，终喷砼厚度为10cm，顶部通过既有系梁相连。再有要加固桩基。采用桩基加固的措施对隧道两侧各桥轴的6个钻孔桩进行加固，进一步提高广深桥的安全。加固新桩采用Φ300mm微型钢管桩，加固结构采用锚筋式承台梁，同时采用稳压封桩技术完成新桩的变形量以保证新旧桩基共同作用。钢管灌注桩要进入弱风化花岗岩深度1.50m或进入强风化花岗岩深度大于10.0m，要求单桩承载力750KN。注意由于原连系梁埋深较浅，为满足加固结构施工空间，在制作锚筋式承台梁后拆除原连系梁，待钢管桩施工完后再作恢复。
2）控制主要工艺及其参数和关键点
本段主要关键工艺：注浆、封桩、基坑开挖、抗浮锚杆。
A）注浆主要工艺
YES
NO
NO
测量定位
钻孔
安设袖套注浆管
第一次注浆作业
第一段注浆达到要求
第二段注浆
钻机就位
…..
第二次注浆
达到要求
结束注浆
补注
配制浆液

注浆参数：
参数名称
参数值
备注
注浆材料
普通硅酸盐水泥-水玻璃

注浆孔径
Φ110

袖套注浆管
硬质塑料管Φ50
承受压力为3Mpa
扩散半径（m）
0.5~0.6

水泥浆水灰比（W:C）
0.75~1:1

浆液配比
0.7~1.0 (体积化)
开始时取较大值
凝胶时间
30″~60″

注浆压力
初压0.5~1.0Mpa 稳压2.0~1.0

注浆速度L/min
10-20
每次间隔不小于12小时
水玻璃浓度
Be′=38
M=2.6
注浆时间
每段暂定10min

注浆量
150~200kg水泥
分二次进行

B）封桩主要工艺；
梁砼强度达到100%
钢管桩施工

安装反力架千斤顶
静压至1000KN，测量其变形，然后卸载至750KN稳压
浇注砼封桩养护
清洗桩孔

分级静压钢管桩测量沉降变形情况
拆除千斤顶
预留桩孔，锚筋
千斤顶标定
修复连系梁
托换大梁施工

封桩监理控制关键点和要求：
稳压封桩是利用千斤顶顶压钢管桩，使其产生沉降和变形后，在一定的荷载（不消除）下浇注砼，使钢管桩与托换大梁连接，保证钢管桩与托换大梁共同作用，不再发生变形，稳压封桩既能使钢管桩消除变形，又能检验桩的承载力。所以在钢管桩达到28天龄期和锚筋承台梁强度达到100%后，才能进行钢管桩的稳压封桩工作。稳压：采用快速加载方法，逐级加载至1000KN，分五级：分级荷载为200KN、400KN、600KN、800KN、1000KN，在每级荷载情况下，用百分表测桩顶的沉降量，要求在1000KN荷载下累计变形不能超过40mm，每级加载时间为为10min。封桩：当压力达到1000KN时，且桩端沉降变形满足要求后，卸载至750KN稳压在不消除压力的情况下，进行浇注封桩砼，砼强度等级为C35微膨胀。当封桩砼达到75%后，才能拆除反力架和千斤顶。注意点：
a、钢管桩顶必须整平，用手磨机修平，保证千斤顶安装时钢管桩与千斤顶在一直线上，并保持水平。
b、稳压过程为防止千斤顶漏油现象，在桩顶放一块500×200×20的钢板并与预埋筋焊接，如果千斤顶出现漏油，也能保证钢管桩桩顶荷载不消除。
c、预埋孔与钢管间必须仔细清洗干净，该部位关系到新旧砼界面的咬合，在浇桩砼时，界面处需刷一道环氧水泥浆进行界面处理。
d、每条承台梁稳压封桩必须两头同时实施，每批只能稳压两条桩对称稳压封桩。稳压过程中托换柱的抬升量不得大于1.0mm。上批桩封好2天后才能开始稳压下批桩。
C）基坑开挖支护主要工艺：

按设计开挖土方
土钉墙施工
旁站监理
钢支撑支护
定期监控量测
超前重直压密注浆钢管桩
旁站监理
压注水泥浆形成强度
进入下道工序

D）结构抗浮措施主要工艺及其监控：
在隧道开口段，仅靠结构的自重不能满足抗浮安全要求，因此必须采取必要的抗浮措施。招标文件中，提出两种抗浮议案，一是采用直径为110毫米的抗浮锚杆加固，一是在底板下浇注钢渣砼。如果抗浮措施处理不好，将使隧道在浮力的作用下，产生基底隆起上浮，影响路面结构的稳定，甚至可能破坏隧道结构，也可能对紧挨隧道衬砌的道路产生不良影响。因此，确保抗浮方案的施工质量是本工程项目监理工作的一个重点。我们采取了以下三点措施：
a、选好抗浮方案
开挖过程中，提前掌握工程地质的第一手资料，并将有关信息及时传递给设计单位，约请设计单位到施工现场实地考察工程地质状况，并建议设计单位进行抗浮设计检算（有必要时，如土质状况不适合钢杆锚固，改变抗浮方案），确保抗浮方案的安全保证系数达到规定要求。
b、加强试验手段控制
如采用直径为110毫米抗浮锚杆的抗浮方案。监理将监控锚杆的原材质量，必要时送试验室进行检测。打入锚杆时严格检查锚杆的位置，打入角度和打入深度，并进行抗拨试验，验证锚杆的的锚固力。严格监控锚杆与隧道结构的连结稳固。
c、保证底板质量
如采用在底板下浇注钢碴砼的抗浮方案，我们将除按防水砼施工技术的质量控制措施外，特别注重监控砼的密实度、防渗能力和钢渣的掺合量
经过商量一致决定采用锚杆抗浮，取得了很好的效果。
3）主要控制点

关键环节及工项
存在和需解决的关键问题
主要控制点
总工期和关键工期目标的实现
确保业主工期要求和本施组工期目标
1. 开工前对工程环境再深入领会和调查，做到心中有数，抓住关键环节，充分安排平行作业，编制切实可行的进度计划。
2. 投入满足各阶段施工需要并有30%储备的资原配备和保证工程顺利进行需要的周转备用资金，确保各关键工序的施工进度。
3. 加强施工现场各工序的进度实施控制管理，保证进度按计划进行。
4. 若各种原因造成工程进度滞后，增加人力设备多开工作业。
钢管灌注桩施工
施工进度
施工方法、防止钢管不到孔底
1. 组织1~2套设备、同时施工满足施工进度。
2. 保证钻孔的垂直度
3. 钢管段与段的驳接改用丝扣连接。
新旧砼界面处理
界面处理方式施工质量
1 界面处理采用凿毛
2. 凿毛采用人工作业，严禁用风镐，凿入深度为10~20mm
植筋
植入钢筋方式
施工质量
1. 采用分批植入
2. 植好后不可扰动
3. 孔径比植入钢筋大2mm且孔洞不超过45mm
转换承台梁浇注
属大体积砼施工防止开裂
1 采取砼掺加高效减水剂和粉煤灰“双掺技术”，减少水泥用量降低水化热，减少收缩裂纹的产生。
2.做好养护工作。
稳压封桩
控制压力和上抬量确保安全
1. 对千斤顶和压力表进行配套，标定。
2.采用分级加载。
3. 按施工监测内容做好施工监测。
施工监测及地面沉降，既有建筑位移控制
监测手段科学，内容齐全、真实可靠。
1 设立专职监测小组，配备各种需要的先进监测仪器，以科学的手段和严谨的方法，确保监测信息及时，真实可靠。
2. 以监测数据即时修正施工参数，起到监测数据指导施工的作用。
3. 加强预测预报工作，及时处理异常情况。防患于未然，杜绝人为突发事件。

4）事后监测控制

施工阶段
频率
广深桥加固施工阶段
1~2次/日
隧道施工阶段
1次/1日
隧道竣工后一年内阶段
1次/24月
稳压封桩阶段
不间断

三、总结
经过业主大力的支持和设计部门的协助以及施工单位的积极配合，在几个同事努力下，该工程无论在质量上还是在工期上都取得了较好的效果。在此工程施工过程中本人总结了几点所谓的经验仅作抛砖引玉之谈：第一要做好做足前期工作；第二施工单位送上来的方案要自己弄清楚，审批要仔细，考虑每个工序的更好方法或意外情况，可能的话多跟设计部门商量和施工单位沟通；第三把影响质量和工期的关键点重点监理监控好，该旁站的要安排旁站，隐蔽前一定要检查，影响质量的数据一定亲自落实记录。
参考文献：
《丰乐隧道施工组织设计》
《丰乐隧道监理细则》
《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-2000
《建设工程监理规范》 GB 50319-2000

作者： 唐智
单位： 广州经济技术开发区建设监理有限公司
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