特大橋水中基礎(chǔ)施工分析

李文光　方鴻斌　鄧勇維

（湖南路橋建設(shè)集團有限責任公司湖南長沙　410000）

特大橋水中基礎(chǔ)施工分析

李文光方鴻斌鄧勇維

（湖南路橋建設(shè)集團有限責任公司湖南長沙410000）

水中樁基施工一般工藝流程為鋼棧橋搭設(shè)、鋼平臺搭設(shè)、鋼護筒加工及振動下沉、泥漿制備、鉆機就位及對中、鉆進及地質(zhì)資料復(fù)核和判斷、終孔及換漿清孔、鋼筋籠加工及就位、聲測管同步安裝就位、二次清孔、導(dǎo)管密水檢查及安裝就位、料斗容積計算及剪球等準備、混凝土攪拌及運輸、水下混凝土灌注及灌注過程控制等，在施工過程中必須嚴格按流程組織施工，這是必須要完成的技術(shù)管理和最基本要求。本文結(jié)合具體工程案例，重點就特大橋水中基礎(chǔ)施工進行了分析。

特大橋；水中基礎(chǔ)；施工分析

引言

本工程施工中克服了橋址河段淤泥性游蕩型河道洪水峰高量大、含沙量高、流速沖刷大，冬春交替季節(jié)有冰凌且撞擊力大等不利施工條件，因地制宜采用了切實可行且較優(yōu)化的施工方案。本工程2011年1月開工，2012年11月30日主體結(jié)構(gòu)完成，比業(yè)主要求的節(jié)點工期提前3個月，優(yōu)良地完成了該工程主體結(jié)構(gòu)施工任務(wù)。取得了一定的經(jīng)濟和社會效益，該橋的施工技術(shù)有一定的獨創(chuàng)性和推廣價值。

1　工程概況

某一特大橋（全長9928.66m。主橋由1-99.05m簡支鋼桁梁和10-128m簡支鋼桁梁組成。南主橋工程里程范圍為K003+ 521.000～K004+159.000，包括主橋主跨跨中以南的主塔基礎(chǔ)、索塔、輔助墩、交界墩、混凝土主梁、鋼箱梁和斜拉索的安裝等施工。南引橋工程里程范圍為K004+159.000～K005+362.000，包括鄰接主橋的過渡孔連續(xù)箱梁橋（4×67.5m）的箱梁、墩身、承臺、樁基等施工和鄰接引道的連續(xù)梁橋[7×（4×30m）+（3×30m）]的箱梁、墩身、承臺、樁基等施工。南引道長0.058km，里程范圍為K005+362.000～K005+420.000，包括路基及其防護、排水設(shè)施等施工。

2　主橋施工及跨黃河大堤鋼桁梁施工

2.1鉆孔灌注樁施工

根據(jù)水文地質(zhì)條件和工期要求，29#墩樁基礎(chǔ)采用旋轉(zhuǎn)鉆機與沖擊反循環(huán)鉆機相結(jié)合進行鉆孔施工。根據(jù)實際需要和設(shè)備施工能力采用兩種成孔方式：①從開孔到終孔均采用300型旋轉(zhuǎn)鉆機進行施工。②先采用YCJF-25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機鉆進50～60m深，再換用300型旋轉(zhuǎn)鉆機繼續(xù)鉆進直至成孔。YCJF-25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機鉆進最大孔深為80m，最佳鉆孔深度為60m左右。因此在鉆孔施工中，YCJF-25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機起輔助作用，最終成孔由300型旋轉(zhuǎn)鉆機完成。旋轉(zhuǎn)鉆機鉆孔施工采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁、氣舉反循環(huán)工藝鉆進及成孔。

2.2水中承臺施工

水中主墩總共有3個，分別為90#～92#墩。承臺尺寸均為29.8m×14.5m×4.5m，混凝土為C35，采用鋼板樁圍堰施工。樁基施工完后，拆除平臺，插打鋼板樁，然后吸泥至設(shè)計標高，水下混凝土封底，接著邊抽水邊安裝內(nèi)支撐，清基，破樁頭，綁扎鋼筋，立模，澆筑混凝土。鋼板樁采用目前截面模量大、抗彎強度高的拉森Ⅵ型鋼板樁，并在內(nèi)部加多道內(nèi)支撐和鋼框梁，以確保安全施工，見圖1。主橋承臺尺寸較大，屬大體積混凝土，施工時用低水化熱混凝土，一次性澆筑完成。在承臺內(nèi)沿高度和縱橫方向間距<1.5m布置冷卻循環(huán)水管以降低混凝土水化熱，減少內(nèi)外溫差。加強混凝土養(yǎng)護，避免混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。

圖1　鋼板樁圍堰示意圖

2.3墩身施工

墩身施工采用整體鋼模灌筑混凝土，模板采用精加工的大塊鋼模，一次立?，F(xiàn)澆完成。大塊整體鋼模，選用6mm厚鋼面板，加工時，派專業(yè)工程師在加工廠家進行全過程跟蹤，保證面板平整度、接縫、尺寸誤差等質(zhì)量要求。

3　鋼護筒施工控制關(guān)鍵點分析

3.1鋼筋籠制作

在鋼筋加工車間分節(jié)制作，在現(xiàn)場接長。鋼筋籠采用卡模并配以加勁筋定型制作。鋼筋籠的加工誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。同一截面主筋接頭數(shù)量不超過主筋總數(shù)量的50%，鋼筋接頭錯位長度應(yīng)符合規(guī)范要求的35d，鋼筋籠的主筋為φ28mm螺紋鋼，則其接頭錯位長度應(yīng)不小于35×28mm=980mm。為保證鋼筋籠在運輸和吊裝過程中不變形，應(yīng)按設(shè)計圖安裝內(nèi)撐。

3.2鋼筋籠的貯放、運輸和吊裝

鋼筋籠的貯放必須在干凈平整的地面上實行，并鋪墊枕木。鋼筋籠的各節(jié)段要排好次序，便于使用時按順序運出。在每個鋼筋節(jié)段上都要掛上標志牌，寫明樁號、節(jié)號，然后覆蓋防水布，防止生銹。鋼筋籠的運輸和吊裝以確保不變形為原則。吊裝宜采用兩點吊方式。

3.3鋼筋籠的連接

鋼筋籠對接要保持垂直。鋼筋籠的接頭采用鐓粗直螺紋鋼筋接頭進行連接，其接頭檢驗應(yīng)按照規(guī)范要求進行。每一節(jié)鋼筋籠接頭連接完畢后，按質(zhì)檢程序驗收后方可下放。

3.4鋼筋籠的下放

鋼筋籠下放，要使其平穩(wěn)地下至孔底，防止鋼筋籠撞壞孔壁，造成塌孔和擴孔情況。為滿足鋼筋籠的防腐要求，下放鋼筋籠時，在鋼筋籠外側(cè)安裝鋼筋保護層定位卡，定位卡為塑料材質(zhì)，按設(shè)計要求進行布置。

3.5聲測管的安裝下放

聲測管嚴格按設(shè)計圖紙要求制作并牢固綁扎在鋼筋籠上。聲測管的接長、下放隨鋼筋籠的接長和下放同步進行。聲測管接口采用絲套型，聲測管接縫要密封、不漏水。為平衡聲測管內(nèi)外壓力，每下放兩節(jié)鋼筋籠，就向聲測管中灌注一次清水。鋼筋籠下放就位后，將聲測管上口堵好，防止雜物掉入堵塞聲測管。

3.6鋼筋籠的定位

鋼筋籠下放至設(shè)計標高后，在鋼筋籠頂面采取提吊保護措施，定位鋼筋籠平面位置，并依靠護筒固定。

4　水下混凝土灌注過程中的關(guān)鍵技術(shù)控制

4.1換漿及清孔

在樁基滿足設(shè)計要求終孔后及時進行換漿和清孔，通過清孔降低泥漿比重、含砂率及孔底沉渣厚度，在換漿清孔過程中注意泥漿比重降低時要預(yù)防塌孔，可通過提高孔內(nèi)水頭壓力來預(yù)防塌孔。泥漿比重控制在1.15左右，太大對混凝土灌注影響較大，太小又容易沉淀使沉渣厚度不易控制，對泥漿性能指標要求較高。

4.2水下混凝土灌注過程控制

首批混凝土方量計算，料斗設(shè)計及加工，導(dǎo)管密水試驗及檢查，剪球控制等，都是必須做的常規(guī)項目和工序要求，這里須要說明的是，在灌注過程中應(yīng)加強對混凝土頂面標高的檢查和控制。根據(jù)后續(xù)圍堰封底施工的需要，應(yīng)對樁頂面混凝土灌注標高控制和要求極為嚴格，否則很容易導(dǎo)致圍堰封底不成功和漏水等事故發(fā)生。

有效控制樁頂混凝土面灌注標高有如下方法：①加強過程量測，在測錘底面焊接一塊水平鋼板，以降低和消除泥漿及沉渣等不利影響程度；②通過混凝土灌注方量進行校核；③在灌注過程中及時向孔內(nèi)灌注清水，稀釋和降低混凝土頂面泥漿比重、浮漿和沉淀物厚度；④將樁頂實際灌注標高較規(guī)范要求多灌注60～90cm提高到120～150cm，以確保后續(xù)圍堰封底施工順利進行。

護筒底口是一個薄弱部位，在鉆孔、清孔和灌孔過程中，由于泥漿比重的不斷變化和混凝土比重較泥漿比重大得多，因此對護壁的壓力也是一個不斷變化的曲線，通過對混凝土灌注面標高的及時量測，在接近護筒底口標高時盡量降低孔內(nèi)水頭高度，以降低對護壁的壓力。如果孔內(nèi)對護壁壓力大于孔外水面的壓力，則很容易將護壁擊穿，導(dǎo)致嚴重超方量灌注同時發(fā)生對圍堰封底產(chǎn)生嚴重影響的事故。因此，必須通過及時量測和掌握第一手翔實的實際資料，及時驗算和掌控護壁的內(nèi)外壓力差，以保證樁基水下混凝土灌注順利進行。

5　結(jié)束語

深水樁基施工是一項復(fù)雜而艱巨的工作，不確定影響因素較多，施工潛在風(fēng)險較大，洪水影響也較大，塌孔、埋鉆、掉鉆等現(xiàn)象時有發(fā)生。為預(yù)防上述情況發(fā)生，一方面要加強現(xiàn)場施工管理，另一方面要加強技術(shù)領(lǐng)先并及時進行預(yù)控和預(yù)防，施工程序標準化、施工管理精細化和科學(xué)化也是保證深水樁基施工順利進行的重要手段和重要措施。

[1]李德，王勛文.郁江特大橋鋼桁梁懸臂拼裝階段施工控制[J].鐵道建筑，2012（5）：23～25.

[2]蔣鵬程，陳讓利.思賢窖特大橋鋼板樁圍堰設(shè)計與監(jiān)測[J].鐵道建筑，2012（8）：11～15.

U445.5

A

1673-0038（2015）26-0316-02

2015-5-15

李文光（1972-），男，工程師，本科，從事橋梁施工專業(yè)。