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太湖隧道的“定海神针”

“哐、哐、哐……”在振动锤强劲有力的打桩声中,3654根长达25米、粗0.5米、重约18吨的方桩穿过湖水打入太湖底,稳稳地扎在了湖底44米处,创下全国非预应力方桩水下打送桩最深纪录,为太湖隧道这条巨龙扎根水底“稳住了脚跟”。

如同陆地上建房子的地基,太湖隧道底板建设采用预制混凝土方桩水上沉桩的施工工艺,需要借助送桩器将方桩送至泥面以下16米,送桩深度之深、数量之多在三航局尚属首次。只有选用大型施工船舶打桩才能同时满足工期和工程质量要求。

项目团队对现有施工船舶经过新一轮细致摸底,并对打桩方案进行研究。桩架高57米、桩身宽22米,“身怀绝技”的“三航桩9”成了打桩送桩最佳选择。历时5天、行使155公里、穿越88座桥梁后,“三航桩9”经长江航道、京杭运河终于抵达太湖隧道施工水域,开启了为期一年半的“服役”生涯。

然而,刚进入太湖,“三航桩9”就出现“水土不服”的情况。该项目下穿的太湖是我国三大淡水湖泊之一,长久的地质演化促使湖底形成了大量的淤泥质粉质黏土,淤泥最深处可达14.8米,这种黏土土质硬、吸附力强,沉桩难度大,拔出送桩杆困难,导致沉桩效率不高,每天只能沉桩3到4根。

三航局三公司建筑工业分公司总工程师田美材带领攻关小组实地考察“问诊”,日夜吃住在“三航桩9”上,对整个沉桩过程进行细致分析,终于找到了问题源头。原来,在太湖打桩,“三航桩9”先将方桩打到水面以上1米,再套入送桩器,将方桩送至湖底标高。接着“三航桩9”从驳船193上吊起振动锤,将送桩杆拔出,再继续新一轮的打桩。一根方桩的沉桩过程大约需要2.5小时。打桩、送桩、拔桩都是靠“三航桩9”一条打桩船来完成,工序繁多,只要有一个工序出现问题,整个沉桩过程都会受到影响,直接导致沉桩效率较低。

物设部长谢军提出“不借助振动锤,直接依靠“三航桩9”拔桩,减少中间环节,节约时间”的设想。“‘三航桩9’能否拔得动桩”成为萦绕在攻关小组每个成员的心头疑问。

攻关小组立即展开始计算,直径600毫米的送桩器在方桩送至标高后,与土壤之间的摩擦力达到150吨,依靠打桩船40吨拉力的绞车根本无法从淤泥里拔出送桩杆,也就是说,太湖淤泥太“黏”了,“硬拔”不出来。“硬的不行,那我们来软的呢?”谢军的一句玩笑话点醒了田美材,“那就试试将太湖淤泥打散变软,让‘三航桩9’能把送桩杆拔出来。”他斩钉截铁地说。

攻关小组立即着手改造送桩杆。他们将送桩替打上部结构设计成空心替打,同时在送桩替打的钢管上加装水管和气管,企图运用水冲、气冲的力量减少太湖淤泥对送桩器的吸附力,降低摩擦阻力,再依靠“三航桩9”自身的起重能力,拔出送桩器。新型的送桩器经过现场反复试验,取得了初步成功。

然而,问题并没有完全解决。在太湖淤泥地质条件下,水冲、气冲的方式均无法准确做到指哪儿打哪儿。田美材看在眼里,急在心里。陆地上房建项目钻孔灌注桩施工工艺给了他灵感。“陆地上房建项目采用的是打桩拔桩分离的工艺,这种工艺在水上施工还未普及。我们在太湖打桩进行打拔分离的尝试。”他说。项目团队形成了“三航桩9”打完桩之后,用牢锚船配置吊机使用振动锤辅助拔去送桩杆的沉桩方案,这种方案实现了打桩、拔桩分离,减少了打桩船在沉桩过程中的工作内容,将每根桩的沉桩周期缩短了半个小时,显著提升了沉桩效率。同时,“三航桩9”改用高强度送桩杆,从每5根桩更换一次送桩杆改为每60根桩更换一次送桩杆,又节约了11个小时的更换时间。

在一次次的工艺改进中,“三航桩9”打桩提速,日均产能达到10根桩,最高一天能打15根桩,比同等体量的打桩船舶施工速度高出近一倍,满足了太湖隧道建设的进度要求,此时,同台竞技的相邻标段项目慕名前来交流2300根方桩的预制与施打任务。

责编:焦瑞智

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