硬塑性粘土超長樁基施工工藝比選分析

閆化堂

摘要：通明海特大橋為跨海橋梁，總長5.6km，其樁基設計均為摩擦樁基，樁基數(shù)量眾多且深度大，樁基基礎歷來都是橋梁工程的一大重點，選擇適合的樁基施工工藝對該工程是否順利進行起著關(guān)鍵作用。文章闡述了施工環(huán)境，對幾種樁基施工工藝的可行性研究進行討論，然后對施工效率和施工成本進行分析對比，有效節(jié)省了施工成本，提高了施工效率。

關(guān)鍵詞：硬塑性粘土;超長樁基;施工效率

通明海特大橋主橋采用主跨338m雙塔雙索面疊合梁斜拉橋方案，A型塔，橋跨布置為146+338+146。引橋采用50m跨徑現(xiàn)澆箱梁+25m預制小箱梁。文章主要根據(jù)該項目現(xiàn)場的情況及需求，從工藝難度、施工效率、成本等方向進行比選分析，最終確定合適的施工工藝。

1.樁基情況介紹

通明海特大橋海上樁基類型眾多，主墩為φ3.1～2.8m變截面樁基，樁長137.5m，共30根。過渡墩為Φ2.5～2.2m，變截面樁基，樁長87.5m，共12根。海上引橋樁基為1.8m及2m樁基，長度在78～97m之間，共660根。如圖1所示為主墩樁基布置圖，如圖2所示為引橋墩樁基布置圖。

2.施工環(huán)境

本標段海上部分總長3.7km，深水區(qū)0.7km，船只可正常施工作業(yè)，淺灘區(qū)3km，船只無法進入，只能依靠棧橋到達每個施工墩位。

橋位區(qū)地處濱海灘涂，地勢平坦;主要地質(zhì)為沙層、淤泥層及黏土層，其中黏土層硬塑性黏土，在施工過程中鉆進困難。通明海特大橋西引橋海上部分共72個墩位，660根樁基，總體計劃要求需在14個月內(nèi)完成樁基施工，平均每個月要至少完成47根樁基。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的施工方法要求只能分兩個施工段進行施工，單個施工段每月要完成24根樁基。施工進度壓力大，樁基施工要求快速周轉(zhuǎn)。

3.工藝可行性研究

引橋樁基長度在80～100m之間，一般的沖機在超長樁基施工難度較大，回旋鉆機及旋挖鉆機在施工超長摩擦樁工藝已非常成熟，適合施工。

本地區(qū)地質(zhì)為硬塑性黏土，本地區(qū)地質(zhì)與湛江海灣橋相近，根據(jù)湛江海灣橋施工經(jīng)驗，沖機無法在此類土層進行施工，會發(fā)生粘錘現(xiàn)象，當時湛江海灣橋采用回旋鉆機進行施工，經(jīng)常發(fā)生糊鉆現(xiàn)象，嚴重影響施工進度;旋挖鉆機鉆機采用鉆斗自取土形式施工，糊鉆的幾率較小，適合在硬朔性粘土施工。

先排除采用沖機施工的可能性，在施工效率與成本對回旋鉆機及旋挖鉆機進行比選。

4.施工效率分析對比

根據(jù)地質(zhì)及經(jīng)驗分析，單條樁基按100m進行估算，回旋鉆機成孔時間為7d。旋挖鉆機成孔時間為1d。

旋轉(zhuǎn)鉆機施工效率遠超回旋鉆機。為滿足單個月單個施工段施工24根樁基要求，回旋鉆機要求配置6臺，旋挖鉆機配置1臺。

5.施工成本分析對比

樁基施工成本主要分成平臺周轉(zhuǎn)材料費、設備費、動力費及造漿成本。根據(jù)施工效率，同樣施工進度，旋挖鉆機與回旋鉆機比例1：6，根據(jù)鉆機數(shù)量進行進行成本對比。

（1）平臺材料費。旋轉(zhuǎn)鉆機的荷載比回旋鉆鉆機的大，單個旋轉(zhuǎn)鉆機引橋施工平臺使用鋼材約150t，按6000元/t計算，約90萬元，回旋鉆機則是120t，約72萬元。單個平臺周轉(zhuǎn)4次，共施工32根樁基。平攤到單根樁基旋挖鉆機28125元，回旋鉆機22500元。

（2）設備費。旋挖鉆機可自行行走，僅進場時拼裝需吊車配合，施工過程中無需設備配合?；匦D(zhuǎn)在進場及轉(zhuǎn)換樁位時均需吊車及平板車配合，按1臺25t汽車吊及12m平板車進行計算，回旋鉆機每月成本多3萬元。按一個月完成24根樁基計算，單根樁基約增加1250元成本。

（3）動力費。旋轉(zhuǎn)鉆機使用柴油作為動力，根據(jù)測算單根樁基施工耗油60L，合計390元。單臺回旋鉆機額定功率為245kW，按6d計算，共消耗電量35280kW，一度電以0.6元計算，21168元。按兩個施工段計算，12臺回旋鉆機增加4臺630kW變壓器，變壓器安裝費用為1000元/kVA，252萬元，變壓器為一次性投入，無法回收，平均到單根樁基為3818元。總功率增加電纜鋪設費用相應增加，電纜可回收或采用舊電纜，故此項費用未進行估算?；匦@施工單根樁基動力費為24986元。

（4）造漿?；匦@機可自行造漿，省去此項費用。旋轉(zhuǎn)鉆機無法自行造漿，需采用膨潤土進行造漿，根據(jù)配比一方泥漿成本為120元，引橋單根樁基為300方，共36000元，泥漿可循環(huán)利用約4次，平均單根樁基造漿費用為9000元。

（5）合計。如表1所示為單根樁基成本對比。

6.結(jié)束語

綜上所述，文章主要以通明海特大橋樁基施工為例，對常規(guī)的幾種樁基施工工藝從多個角度進行比選分析，重點是確保施工進度前提下進行成本控制，根據(jù)成本計算，旋挖鉆機成本明顯優(yōu)于回旋鉆機，節(jié)約約700萬元，對于類似的硬朔性粘土超長樁基施工，采用旋挖鉆機進行施工有明顯優(yōu)勢。

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