1 工程概况梅子洲过江通道接线工程起于江山大街与滨江大道的交叉口,止于南京绕城公路油坊桥互通西,全长1668m,包含有主通道隧道及匝道6条(C、D、E、F、G、H)。
青奥轴线地下交通系统起于滨江大道止于油坊桥互通,部分节段与梅子洲过江通道的接线工程共用,包含有滨江大道下穿通道长1258m及匝道5条(L、M、J、K、I)。
我单位承建的梅子洲过江通道连接线YK10+497~YK11+979段主线隧道,共长1482m,C、D、E、F、G、H匝道共长1603m。
隧道暗埋段采用箱型结构,敞开段采用U型结构。
主线隧道断面:为双向六车道断面,隧道内车道宽度3.5m+3.75m+3.75m,两侧路缘带分别为0.5m、0.75m,合计12.25m。
隧道匝道断面:单车道断面为车道宽度3.5m+紧急停车带3m,左侧路缘带0.5m,合计7m。
双车道断面为车道宽度3.5m+3.5m,两边路缘带为0.25m,合计为7.5m,隧道内设置1.0%的横坡。
根据基坑深度基坑围护分别采用普通地下连续墙、T型地下连续墙、SMW工法桩、水泥土挡墙、放坡开挖、放坡开挖+地下连续墙等围护方式开挖,支撑形式有钢支撑、混凝土支撑等。
具体支护样式见表1-1表1-1江山大街段围护结构型式表根据工程设计图纸YK10+710~YK11+190段、YK11+430~YK11+878段围护结构围护结构全部采用Φ850mm@600mm 工法桩、Φ650mm@450mm 工法桩,地基加固采用Φ850mm@1200mm 三轴搅拌桩地基加固。
施工场地基本平整,场地标高大致为+7.2~7.8m 。
SMW 工法桩采用搭接形式,搭接850mm ,三轴搅拌桩地基加固搭接250mm 。
SMW 工法桩沿基坑两侧布设,深度18~23m ,具体样式见图1-1。
隧道基地采用三轴搅拌桩地基抽条法加固,加固区域宽3m ,间距3m ,深3m 。
单根搅拌桩空桩长10~12m ,实桩长3m ,具体样式见图1-1.搅拌桩总工程量:本标段SMW 工法桩共2250副,三轴深搅地基加固共234000m3(其中实桩方量:63000 m3,空桩方量:171000 m3)。
设计要求:搅拌桩水泥土水泥参量不小于20%,28天无侧限抗压1~10mm 之间,局部与粉土、粉砂呈互层状,该层场地内均有分布。
②3—粉质黏土夹粉土(砂):灰色,软塑,切面稍光滑,干强度韧性中等,偶见少量腐植质,夹粉土或粉砂薄,单层厚度一般为1~10mm ,具层理,局部呈互层状,该层分布局部。
③1—粉砂,局部细砂:青灰色,饱和,松散~稍密,级配差,主要矿物成分石英、长石等,含云母碎屑,局部夹粉质黏土薄层,单层厚度1~20mm 不等,偶见腐植物及贝壳碎片,该层分布较广泛。
③2—粉细砂:青灰色,饱和,中密~密实,级配差,主要矿物成分石英、长石等,局部夹少量粉质黏土薄层,单层厚度1~20mm 不等。
该层场地内均有分布。
③3—粉质黏土夹粉砂:灰色,软塑,切面稍光滑,干强度韧性中等,含少量腐植质,夹粉细砂薄层2~4mm,具层理,局部呈互层状。
该层呈透镜体状分布于③1 及③2 层中,分布局限。
④—粉质黏土夹粉砂:灰色,软塑-可塑,切面稍光滑,干强度韧性中等,含少量腐植质,夹粉细砂薄层,单层厚多在1~20mm 之间,局部呈互层状,具层理,该层除局部缺失外,分布较广泛。
⑤1—粉细砂:青灰色,饱和,密实,级配较好,主要矿物成分石英、长石等,含云母碎屑,含少量砾粒。
该层分布局部、不稳定,与中粗砂层呈相变关系。
⑤2—中粗砂:青灰色,饱和,密实,级配一般,主要矿物成分石英,长石等,含粗砂,砾石颗粒。
该层分布局部、不稳定,与粉细砂层呈相变关系。
⑤3—砾砂:灰色,饱和,密实,级配一般,主要矿物成分石英,长石等,砾石直径2-15mm,含量约30%。
该层分布局限、不稳定。
⑤4—卵砾石:杂色,饱和,密实,级配好,主要矿物成分石英砂岩、燧石、玄武岩及灰岩,磨圆度较好,中粗砂颗粒充填。
该层分布局限、不稳定。
⑤5—粉质黏土夹粉砂:灰色,软塑-可塑,切面稍光滑,干强度韧性中等,夹粉细砂薄层2-4mm,具层理。
该层分布局限。
⑥1—强风化泥岩:棕红色,泥质结构,层状构造,主要以黏土矿物为主,芯风化成土状,浸水软化,手折易断。
该层场地均有分布。
⑥2—中风化泥岩:棕红色,岩质极软,泥质结构,层状构造,主要以黏土矿物为主,层面倾角30-45°不等,节理裂隙不发育,裂隙由石膏充填,浸水易软化,锤击声哑,该层均少量深孔揭露。
⑥3—微风化泥岩:棕红色,岩质软,泥质结构,层状构造,主要以黏土矿物为主,层面倾角30-45°不等,节理裂隙不发育,裂隙由石膏充填,浸水易软化,锤击声哑。
该层仅工作井处深孔揭露。
2.2试桩地区地质SMW工法桩及三轴深搅桩所处地质情况:表层为素填土,层厚2-4m;下层为淤泥质粘土,层厚3-8m,再下层均为粉细砂层。
2.3不良地质条件(1)饱和砂土液化场内位于长江漫滩,上部粉细砂层厚度较大,其中③1 层为饱和稍密粉砂,经判别为可液化土层,场地液化等级轻微-中等。
可液化土层在振动条件下易产生强度变低甚至丧失,液化土层的承载力(包括桩侧摩阻力)、土抗力、(基床系数)、抗剪强度等,可根据液化抵抗系数予以折减。
当不能满足设计要求时可采取高压旋喷桩等措施对液化土进行加固,以减少或消除液化产生的不利影响。
(2)填土场地内①层填土场地区分布广泛,松散,主要成份为建筑垃圾混黏性土,滨江大道及江山大街表层为混凝土沥青路面及灰土垫层,组成成份变化较大,为近期人工改造时挖填形成,其形成时间一般在10 年以来,厚度0.70~7.60m(3.59m,平均值,下同),最大处位于近长江大堤的工作井附近,基坑开挖时应采取防护措施,防止坍塌。
(3)软土场地内软土为②2 层淤泥质粉质及淤泥质黏土,灰色,流塑,夹薄层粉砂、粉砂,单层厚度1~2mm,局部呈千层饼状,该层顶埋深1.20~9.00m(4.13m),层顶标高0.56~6.66m(3.71m),层厚1.80~24.30m(9.13m)。
该层其主要物理力学指标(平均值): w=41.9% ,ρ=1.79g/cm3 ,e=1.173 , Ip=17.0 , IL=1.15 ,a0.1-0.2=0.694MPa-1,压缩模量Es0.1-0.2=3.30MPa,C=19kPa,φ=2.4°,Cg=24kPa,φg=13.2°,Cuu=25kPa,φuu=1.8°,Ccu=25kPa,φcu=16.6°,qu=37.0kPa,St=3.90,十字板不排水剪切强度原状Su=26.0kPa,重塑Su’=7.2kPa,Kh=12.7×10-6cm/s、Kv=3.22×10-7cm/s,有机质含量Wu=1.45% 地基土承载力基本容许值[fa0]=60kPa。
3 试桩目的根据设计要求,施工前应进行试桩试验,目的是为检验设备、施工工艺,掌握对该场地成桩经验,比较不同工艺参数下的成桩质量,确定主要工艺参数(水灰比、水泥用量、下钻速度、提升速度)。
为下一步大面积三轴搅拌桩施工提供技术指导和操作技术参数。
4 试桩数量及布置根据设计要求和地质情况以及施工场地具体布置情况,我单位计划试桩区域为主线YK10+950~YK11+000。
根据现场场地情况,选用原有江山大街中央绿化带为试桩区域,具体试桩编号为A1-1,A2-1,A3-1,A4-1数量共四组,4副。
试桩采用1.3、1.5两种水灰比,20%,22%两种水泥掺量进行试验。
具体详见图4-1(三轴搅拌桩试桩平面布置图)5 试桩总体方案根据设计图纸三轴深搅桩技术要求和以往施工经验以及大桥局施工时试桩试验结果,我单位试桩计划采用两种水灰比,两种掺量进行试桩。
具体参数见下表5-1 三轴搅拌桩试桩参数表。
表5-1三轴搅拌桩试桩参数表6 三轴深搅桩试桩施工本工程围护结构采用共有Φ850mm@600mm工法桩、Φ650mm@450mm工法桩,地基加固采用Φ850mm@1200mm三轴搅拌桩地基加固。
搅拌桩总工程量:本标段SMW工法桩共2250副,三轴深搅地基加固共234000m3(其中实桩方量:63000 m3,空桩放量:171000 m3)。
6.1场地平整试桩前将试桩场地平整完毕,按照设计要求平整到场地标高7.5m位置。
先查明施工区段内有无各种影响施工的杆管线,有无其他障碍物。
如有影响施工杆管线及障碍物应及时报验审批后迁移和处理。
6.2测量放线场地平整完毕后根据试桩坐标点、设计院提供的坐标基准点,总平面布置图,试桩平面布置图,精确放出试桩的控制线,设立相应的临时控制桩,做好相关测量资料,上报监理工程师验收。
6.3机械设备进场本工程围护结构采用SMW工法桩、地基加固采用三轴深搅桩地基抽条加固。
根据图纸工程量及项目部确定的试桩数量进场三轴深搅桩施工设备。
具体如下表6-1表6-1三轴搅拌桩试桩施工设备表6.4原材料进场本工程采用安徽盘景P.O.42.5水泥,不掺加外加剂。
水泥进场后附有相关质量证明文件。
水泥进场后有实验室在监理工程师见证下进行现场取样送检。
检测结果合格后方可进行使用。
6.5 室内配合比试验本工程参照中铁大桥局青奥轴线地下交通工程先导段J1区围护结构施工中由河海大学,江苏省交通规划设计研究院检测中心两家单位进行的配合比试验结果及现场实际地质情况进行试桩施工。
要求配置的灰浆应有很好的流动性,不离析,便于泵送、喷搅。
同时还要满足最小水泥参入量不得小于20%、28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa。
6.6 人员配备情况根据现场施工任务,我单位计划投入2个三轴深搅施工队伍4台三轴深搅机对该段SMW工法桩及地基加固进行施工。
目前已经进场3台,每台钻机配备施工人员15人,具体配备如下表6-2。
表6-2三轴搅拌桩试桩施工人员配备6.7三轴搅拌桩试桩施工6.7.1施工工艺流程施工工艺流程图如下图6-16.7.2 开挖沟槽在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土,为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁,需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。
根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线,用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽,根据本工程搅拌桩直径,取槽宽约1.0m,深度约0.6~1.0m。
场地遇有地下障碍物时,利用镐头机将地下障碍物破除干净,如破除后产生过大的空洞,则需回填压实,重新开挖沟槽。
开挖沟槽余土应及时处理,以保证工法正常施工,并达到文明施工工地要求。
6.7.3架设导向架:在垂直沟槽方向放置两根定位型钢,规格为200mm×200mm,长度2.5m,再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300mm×300mm,长约8~12m,转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入,H 型钢定位采用H型钢定位卡。