贵阳机场3号航站楼桩基工程首根采用国内首创工艺超长桩成桩

2019-12-27 432 0

  12月24日14时,经过连续41小时奋战,贵阳机场3号航站楼桩基工程,采用国内首创双套管双驱动全回转工艺施工的首根超长桩B3-96号(88.4米)完成浇筑施工,标志着首创工艺在全国喀斯特地貌下的高抛回填区域进行超长超大直径嵌岩桩基施工取得重大突破。该桩的顺利成桩,意味着3号航站楼桩基工程重大难点取得实质性突破,为桩基工程收尾完工和全面进入土建主体等施工迈出坚实一步。贵阳机场三期扩建3号航站楼工程,为全国首例在喀斯特地貌下高抛回填区域中,采用全套管管内取土工艺进行超长超大直径嵌岩桩基施工项目,超长桩平均桩长90米,最长超过120米。在采用双套管双驱动全回转工艺施工前,B2-123号超长桩(桩长86.97米)采用单套管单驱动全回转施工工艺。  
  B3-96号超长桩顺利浇筑施工现场此项工艺自11月4日开孔以来,历经2次塌孔回填混凝土。受超深回填土层影响,导致机械设备故障影响进尺效率,12月5日才定岩终孔,至12月6日浇筑完成,历时33天。贵州省机场集团相关负责人介绍,新建3号航站楼目前超长桩有23根,若不探索新工艺,按照现有工艺施工,仅超长桩施工就需一年时间。为解决超长桩施工难题,贵阳机场三期指挥部牵头各参建方,成立专项技术攻关小组,先后组织专家咨询及论证会10余次,形成双套管双驱动全回转钻机与旋挖钻机在超厚回填复杂地层的联合应用新工艺。按施工部署,新工艺在B3-96号超长桩进行实验浇筑。   
  12月10日,B3-96号超长桩采用首创双套管双驱动全回转新工艺开孔,于12月20日定岩终孔,期间因套管资源短缺停工损耗3天,净施工时间8天,这比单套管单驱动全回转施工工艺成孔时间缩短23天。新工艺首次混凝土浇筑试验也蕴藏着高风险。行业内混凝土浇筑超过24小时均为超缓凝混凝土,浇筑时间过长,在浇筑过程中混凝土出现初凝,将导致护筒拔不起来,目前几乎没有项目使用。据了解,双套管工艺正常拔管、拆管需要15-17小时,混凝土浇筑净时间为7小时,若浇筑过程中出现大量溶洞等不可预的突发情况,浇筑时间过长,成桩的风险非常大。该相关负责人表示,通过前期大量配方试验发现,缓凝期最长为36-40小时,也就是从开始浇筑到浇筑完成,一旦浇筑时间超过40小时废桩的可能性将非常大。废桩不仅造成巨大经济损失,更严重的将导致现有桩孔位置将不能再进行桩基施工。时间一分一秒过去,浇筑仍在继续,整个浇筑过程牵动着指挥部和施工单位所有人的心。经过41个小时的连续奋战,B3-96号桩累计浇筑方量1430立方混凝土,创下单桩混凝土浇筑方量超1000立方的记录,新工艺下的首根超长桩顺利浇筑完成。  
  双套管双驱动全回转式施工工艺从12月22日20时开孔至12月24日14时浇筑完成,混凝土浇筑时间不到2天,整桩从开孔至成桩10天以内完成施工。随着新工艺的不断熟练和优化,成桩时间还将进一步缩短。按此计算,采用新工艺后一根超长桩的旋挖和浇筑时间将减少23天。后期,采用新式工艺后桩基施工将大大缩短工期,为工程快速推起到强有力推动作用。双套管双驱动全回转工艺三大核心技术成功化解超长桩施工难题3号航站楼典型地质剖面图显示场区为高抛回填区域叠加溶洞及岩溶裂隙发育密集,回填深度平均约40米,局部回填深度高达64米以上,回填时间短,属欠固结土,部分区域存在厚达40米以上的泥夹石,其中超长桩平均桩长90米,最长超过120米。桩基施工需克服超厚回填土层后再击穿溶洞和裂隙、强风化岩面,桩端持力层到稳定的中风化岩面上,致使桩基施工功效较以往贵州省区域内其他项目大大降低。经技术攻关形成的双套管双驱动全回转施工工艺采用三大核心技术成功化解难题。  一是精细化设计。原设计根据该区域地勘报告和上部受力荷载,经计算该部分桩基直径需为桩径为3米嵌岩桩。且目前该桩基施工工艺市面上无施工该桩型所需护筒,而且到沿海厂商定制该护筒,所花费巨大且耗时较长、施工用此护筒也需要调用更大功率全回转钻机。为高效推进超长桩的施工,由三期指挥部牵头,集中各参建方技术力量多次研讨设计方案,精细化设计。过程中充分挖掘桩基础在复杂地质下正向受力可能性,充分考虑下部溶岩溶洞区域正向摩擦力,将该区域桩型设计成三截面递减,桩截面积逐步减小,从而减少桩身自重和负摩擦力。因此可将该桩桩径缩小至2.6米外径和2米内径组合,从而大大降低原设计的桩基施工成本。二是超长桩基混凝土施工技术。3号航站楼桩基工程超长桩设计为超大桩径(最大桩径2.6米)、超大桩长(均长超90米)、超大混凝土浇筑量(单桩均为400立方),如遇溶洞等异常情况,混凝土浇筑时间会大大延长。为防止浇筑过程中混凝土出现初凝影响成桩质量,在超长桩施工过程中采用超缓凝自密实水下不扩散混凝土,添加超缓凝剂、硅灰、水下不分散剂、限裂纤维的外加剂,从而让混凝土性能满足超长桩浇筑时间长的施工要求。三是双套管双驱动全回转式施工工艺。超长桩成孔采用两级套管护壁加长钻杆超大功率旋挖钻机取土的方式。该种方式避免了直径2.2米套管在回填层内受侧摩阻力,能够保证直径2.2米套管下压至持力层面,对整个桩身形成有效的护壁作用,避免成孔过程中发生涌泥及塌孔现象,确保成桩质量及成桩速度。

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