大橋深水樁基礎施工工藝

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摘要:隨著國家經濟的發展，我國橋梁工程得到了長足的發展，解決了各種地形的基礎施工技術。樁基礎施工是橋梁施工中的重要環節，龍湖大橋4號、5號主墩樁基最深達63m，樁基橋址地形呈鍋底U形狀，是福建省內陸湖大橋樁基水位最深的工程，且湖底覆蓋層淺及裸露花崗巖的地質結構，給主墩和過渡墩樁基的施工造成極大的困難，施工難度國內罕見。本文對龍湖大橋主墩深水樁基的施工技術進行深入研究，希望對內陸湖深水橋梁樁基的施工有所幫助，提供技術參考。

關鍵詞:龍湖大橋;深水樁;水深63m;基礎施工

1工程概述

1.1工程概況

龍湖大橋位于福建省龍巖市永定區棉花灘景區。全長454m，橋面寬23m，主橋上部結構為70m+120m+70m現澆預應力鋼筋混凝土矮塔斜拉橋，樁基為鉆孔灌注樁。主墩設計為整體式承臺，每個承臺下設12根嵌巖群樁。橋址處地質覆蓋層薄，水深55～63m，基巖斜坡面約50°，深水中的鉆孔灌注樁定位施工是本橋的重點、難點，也是龍湖大橋施工的關鍵環節。

1.2施工方案的選擇

目前國內常見的施工方法有固定平臺法和浮動平臺法，浮動平臺法是指利用水上設備(浮箱或者船舶)進行鉆孔樁施工定位的施工方法。經過現場勘察，龍湖庫區水位變化頻繁，浮箱平面位置無法固定，因為鉆機安裝在浮箱之上，所以無法控制鉆機位置，很容易出現樁基偏位，鉆機卡鉆等現象;其次，龍湖水位陡漲陡落，鋼護筒的長度無法確定，難以施工;再次，采用浮動平臺法難以實現多根樁基同時施工。因此，本橋樁基施工不適合采用浮動平臺法。基于本工程的施工特點，經國內知名橋梁專家施工方案專項審查論證，從技術、安全、經濟、工期等方面綜合考慮，決定采用浮箱+鋼管定向樁+鋼護筒組成的固定平臺作為龍湖大橋主墩基礎施工平臺，該平臺由鋼管樁和鋼護筒共同受力。

2鉆孔平臺方案設計描述

浮箱+鋼管定向樁+鋼護筒組成的固定平臺，主要結構為通過組拼浮箱及連接桁架形成定位樁施工浮平臺，該浮平臺作為施工鋼管定位樁施工平臺，在定位樁之間焊接鋼管連接系，使其連成整體，在通過標準舟節拼裝的浮箱輔助，安裝鉆孔平臺，將平臺與定位樁固結;在平臺頂安裝120t龍門吊，其軌道放置在定向樁頂部。利用龍門吊、浮吊下放鋼護筒，鋼護筒穩固后，在其頂端放置掛梁，將平臺放置在掛梁上，使鋼護筒和定位樁共同承受樁基鉆孔施工的壓力。鉆孔平臺主要采用桁架片連接成，桁架高度為2m，桁架片主要由Ⅰ45號工字鋼和18#槽鋼在岸上加工場焊接而成，由駁船運至平臺現場，浮吊吊裝施工。桁架頂部鋪設Ⅰ20b工字鋼分配梁，在分配梁頂端鋪設4mm厚花紋鋼板做面板。整個平臺尺寸為15.3m×19.8m，平臺頂部高于施工期間的最高水位2m。1)首先利用浮吊、定位樁下放裝置安裝定位樁，待所有定位樁施工完畢后，進行平臺結構拼裝，用現場的運輸船往返運送機具、材料，采用浮吊輔助拼裝。鉆孔平臺桁架與圍堰底龍骨拼裝前由測量人員在浮運平臺上確定出浮運平臺的定位線，利用浮吊分塊吊裝平臺桁片，再安裝桁片間的連接桿臨時定位，全部就位后開始焊接，確保平臺的相對尺寸，以防影響樁位。浮運平臺與圍堰底龍骨焊接，圍堰底龍骨與鉆孔平臺桁架采用螺栓連接固定。2)鉆孔平臺浮運就位后與預先安裝好的定位樁桁架焊接，通過掛樁梁支撐于定位樁上，掛樁點位于桁架下弦節點。3)利用4根定位樁支撐鉆孔平臺，將圍堰底龍骨與浮運平臺墊梁連接解除，浮箱注水退出。4)待鉆孔平臺連接完成之后，在其平臺桁架下弦設置吊桿錨固系統結構，平臺頂面鋪設Ⅰ20b工字鋼分配梁和4mm花紋鋼板，預留鋼護筒位置。

3龍門吊安裝

平臺拼接完成后，需在導向樁頂部安裝120t龍門吊軌道梁及分配梁，用于下放鋼護筒。

4樁基鉆孔施工

4.1鋼護筒垂直度保證及應對技術措施

1)護筒加工拼接精度。每節護筒加工完成后，對其進行尺寸偏差檢查，超標應及時修整，必要時可對每節護筒編號，預制廠預拼檢驗其加工精度。對焊接成型的鋼護筒內部加焊米字撐，防止其在運輸存放過程中發生變形。護筒接頭對接時，在底節設置限位板，調整鋼楔、調整鋼護筒位置，用工程測量尺進行檢測，保證護筒垂直度滿足要求。2)護筒垂直起吊精度。由于鋼護筒過重，為保證護筒起吊精度，可設置十字形吊裝扁擔與護筒固結，用等長鋼絲繩起吊吊裝扁擔，保證鋼護筒起吊精度3)鋼護筒沖孔時垂直度控制技術措施。錨固樁施工過程中，經常用儀器復核樁位和垂直度，垂直度可用垂直度測量儀器進行測量，也可在護筒測量相對高差推算傾斜度，超出允許范圍利用平臺卷揚機和拉環卷揚機繩進行緩慢調整到位。當實在調整不動時，可將護筒拔出重新下放埋設，回填片石黏土緩慢沖孔跟進埋設。同時，密切測量水位變化情況，及時同步調整卷揚機纜繩。

4.2掉鉆落物預防措施處理方法

1)開鉆前清除孔內落物，零星鐵件可用電磁鐵吸取，較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈，然后在護筒口加蓋。2)經常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連接裝置。萬一掉鉆后及時摸清情況，若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住，首先清孔，再使用打撈工具接觸鉆桿和鉆錐。

4.3鋼護筒漏漿處理措施

1)輕微漏漿采用調高泥漿比重，小沖程鉆進的方法，沖擊過程中在間隙處重新制造泥漿護壁，堵塞間隙。2)漏漿嚴重的樁基，由于泥漿稀釋有塌孔的風險存在，必須停止鉆進，在鋼護筒外圍澆筑一層1m厚的混凝土，用于堵漏。

4.4鋼筋籠的制作安裝與導管下放

1)鋼筋籠制作、安裝及定位。鋼筋籠采用分節加工及安裝。樁基鋼筋籠在鋼筋加工廠內制作，由拖車及駁船的運輸方式送至施工平臺后，用龍門吊進行安裝。2)導管安裝。鋼筋籠下放完畢后開始安裝用于混凝土澆筑的導管。導管在使用前需進行水密承壓和接頭抗拉試驗、長度測量等工作，并經監理工程師檢查合格待用。在灌注混凝土前再次檢查孔底沉渣厚度，如不滿足要求，則利用導管進行二次清孔直至合格。

4.5鉆孔灌注樁混凝土的澆筑

澆筑水下混凝土前應檢查沉渣厚度，沉渣厚度應滿足設計要求;如沉渣厚度超出規范要求，則利用導管進行二次清孔。鉆孔樁水下混凝土采用剛性導管法灌注。樁基混凝土采用罐車運輸配合導管灌注，灌注開始后，應緊湊連續地進行，嚴禁中途停工。首批混凝土灌注后，連續灌注，并盡可能縮短拆除導管的間隔時間。在灌注過程中，每隔20min左右用測深錘探測孔內混凝土面標高，以便及時調整導管埋深，一般情況下導管埋深控制在2～6m。

5結語

在實際施工過程中，龍湖大橋樁基利用固定平臺，保證了施工作業面，一個平臺上同時3號、4臺沖擊鉆機同步施工，加快了施工進度的同時也保證了樁基實體的質量，經龍巖市交通試驗檢測中心樁基檢測，主墩24根和過渡墩16根樁基均達到了一類樁標準。通過對龍湖大橋深水樁基的施工實踐，證明深水鉆孔樁搭設一個結構穩定的水中施工平臺是非常重要的，采用浮箱+鋼管定向樁+鋼護筒組成的固定平臺，具有重量輕、基礎穩定、便于施工的特點。

參考文獻:

［1］李進洲，王遠立．滬通長江大橋超長鉆孔灌注樁施工質量監理［J］．施工技術，2015，45(12):72－73．

［2］中華人民共和國交通運輸部．公路橋涵施工技術規范:JTG/TF50－2011［S］．北京:人民交通出版社，2011.

作者:廖萬和