大直径超长灌注桩施工实现新突破

中铁十六局三公司湖杭高速公路1号标项目建设纪实

从太湖南岸向南望去，1条串联起申苏浙皖高速、申嘉湖高速、杭州绕城高速西复线、练杭高速等4条高速公路的南北向高速大通道——湖杭高速公路正在紧张建设中。

2021年9月29日，中铁十六局集团第三工程有限公司(以下简称中铁十六局三公司)开始对湖杭高速公路1号标项目——织里东互通主线桥66号墩承台进行施工，拉开了该项目下部结构施工的序幕。

湖杭高速公路施工现场

中铁十六局三公司承建的湖杭高速公路1号标项目为法人属地项目，合同额17亿元，起自湖州市太湖南岸的织里镇盛家桥附近，设织里枢纽与申苏浙皖高速公路交叉，终点跨沪苏湖高铁起点，标段主线全长8.2km。该项目Φ2.0m的超长灌注桩共有39根，Φ2.8m的大直径灌注桩共有284根，其中织里高架桥、织里东互通主线桥、旧馆高架桥1号桥主墩结构均为全线独有的大直径超长灌注桩设计，最大桩长119.2m，最大桩径2.8m，单桩最大混凝土方量约为700m3，为湖州市最长、最大的灌注桩，在陆域桩基础施工中也极为罕见。目前，该项目已完成48根大直径超长灌注桩的施工任务，正式转入承台、墩柱等结构施工，标志着湖杭高速公路大直径超长灌注桩施工进入“加速跑”阶段。

多项施工难题 制定针对方案

该项目团队查阅资料发现，国内虽然有很多跨江、跨河和跨海大桥的大直径超长灌注桩成功施工的案例，但在陆域环境中进行桩径2.8m、桩长近120m的大直径超长灌注桩施工，却没有施工案例可以借鉴。

除此之外，该项目处于浙江省最大的堆积平原——杭嘉湖平原，其地表水网密布，河网密度平均12.7km/km2，为中国之冠。桥址沿线地质结构极为复杂，地表为冲湖积粉质黏土、海积粉质黏土，地下又有淤泥质土、粉状土、粉砂、细砂等多种土层零散夹杂分布。灌注桩施工犹如在“多层流心饼干”上打桩，稍有不慎就会出现塌孔、缩孔、斜孔等问题，直接影响桩基质量。

 

面对地质条件复杂、工程量大且工期紧张等难题，该项目团队除了组织人员到国内类似工程现场学习外，还针对不同地层特性和施工环境，从复杂地层中大直径超长灌注桩施工难点出发，组织召开施工专题分析会，制定了以下有针对性的施工方案：

1)在大直径超长灌注桩分布集中的织里高架桥、织里东互通主线桥路段，选用国内领先的智能SWDM550型旋挖钻机，并提前组织试桩施工，总结出旋挖钻机在不同地层地质条件下既能具有最优下钻、提升速度，又能减小钻机对孔壁异常扰动的施工方式，以保证成孔质量。

2)在钻孔施工过程中，该项目团队利用“工程大数据”智能化手段，深入研究孔壁稳定性的影响因素和控制办法，优化钻孔泥浆配比，将传统的钻机自造浆改为化学造浆，提高了泥浆护壁效果;针对易塌、易缩孔地层，在泥浆中增加优质膨润土，通过钻头反搅挤压，对孔壁进行填充加固，增强了孔壁自稳性。

3)由于桥址位置砂层多、厚度大，桩基成孔后泥浆停止循环，泥浆中掺杂的粉砂会快速下沉堆积于孔底，造成2次清孔困难，直接影响桩基混凝土灌注质量。针对该问题，该项目部引进DJZ-20新型除砂机和气举反循环清孔设备，通过2次清孔将泥浆中含砂率降低至0.5%，最大程度地减小了孔底沉渣，保证了成桩的孔底质量。

4)在桩基混凝土灌注环节，该项目部针对桩顶沉泥过厚问题，一方面优化了泥浆性能，加强了泥浆悬浮能力;另一方面采用泥浆泵持续控制泥浆循环，有效地避免了灌注过程中可能出现的桩身夹泥现象，切实保障了桩基施工质量。

大直径超长灌注桩钻孔施工

强化项目管理 践行环保理念

针对大直径超长灌注桩钻进、清孔、水下混凝土灌注等施工难题，该项目团队进行了桩基施工全过程跟踪测试，并通过大量分析各个工序的试验数据和现场测试结果，研究制定了切实可行的施工组织措施，进行了详细、完善的安全技术交底，严控技术指标，明确分工，责任到人，全程紧盯，仔细巡查，确保了施工质量、安全有序、可控。

结合现场问题反馈，该项目团队加强了各工序之间的衔接和人员配合，并积极整合资源，做好物资保障，使旋挖钻机完成单桩总时间从超过5d压缩到不足3d，单桩混凝土浇筑时间从14h缩短至约5h，逐步总结形成了复杂地层下大直径超长灌注桩成桩质量控制的有效措施和工法，确保了大直径超长灌注桩施工的顺利推进。

同时，该项目部还利用“工程大数据”、“物联网”等智能化手段，积极推进施工标准化管理，在施工组织、质量控制、文明施工、扬尘治理等方面积极谋划，主动作为。例如，在桩基施工现场高标准建设泥浆3级沉淀池，并引进泥浆固化机，对循环利用后产生的废弃泥浆进行加工处理，把泥浆与钻渣变为灰土原料用于路基填筑，避免了大量泥浆外运对周边生态环境的破坏。

泥浆固化机对废弃泥浆进行加工再处理

据统计，在后续施工中，该项目还将利用这种方式累计处理超过25万m3的废弃泥浆及钻渣，使其“变废为宝”、“就地利用”，用实际行动践行“绿水青山就是金山银山”的理念。

泥浆处理后施工的路基段

锻造企业品牌 助力湖州建设

大直径超长灌注桩在湖杭高速公路1号标项目中的顺利实施，为该项目后续工程推进打下了坚实的基础，也树立了中铁十六局三公司 “高标准、高质量”的企业属地发展和区域经营品牌。

湖杭高速公路项目建成后，湖州将新增1条通往杭州的高速通道，可缓解现有G25杭宁高速公路、S13练杭高速公路的交通压力，对完善区域高速公路路网布局、推动 “四大建设”和高水平交通强省目标建设、促进沿线地区社会经济发展、助力长三角地区交通运输更高质量一体化发展具有重要意义。

(中铁十六局三公司供稿)

注：本文刊载于《市政技术》2021年第11期，第4、5页