淺談江水中橋梁深水樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)

浦貴安

（中鐵十一局第五工程有限公司，重慶）

0 引言

某江特大橋深水樁基礎(chǔ)的鋼棧橋橋面高度確定要合理，結(jié)合當(dāng)?shù)氐姆篮槎妊匆?，又要有利于后續(xù)水中承臺(tái)開(kāi)挖施工。某江特大橋鋼板圍堰的結(jié)構(gòu)形式的選擇、鋼板圍堰的下放施工控制、鋼板圍堰的封底施工技術(shù)、鋼板圍堰的體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)、鋼板圍堰的焊接質(zhì)量施工技術(shù)等屬某江特大橋深水基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵技術(shù)范圍。

1 防洪度汛要求

某縣某江特大橋處于某縣水庫(kù)與喜河水庫(kù)之間，根據(jù)當(dāng)?shù)赝暄辞榍闆r于每年5月底至9月底為防洪度汛期，為確保某江特大橋的施工安全，進(jìn)行深水基礎(chǔ)施工時(shí)必須有效的避開(kāi)汛期，某江特大橋鋼棧橋施工開(kāi)始時(shí)間是2015年4月，當(dāng)施工至3#-4#墩支棧橋時(shí)，出現(xiàn)洪水汛情，施工須及時(shí)積極組織防護(hù)救援工作，最大限度的降低洪水造成的損失，確保洪水期間無(wú)人員傷亡及大型機(jī)械損壞。

2 鋼棧橋橋面標(biāo)高分析

2.1 防洪度汛要求

鋼棧橋設(shè)計(jì)控制荷載為75t 履帶吊機(jī)荷載，為滿足防洪及鋼棧橋穩(wěn)定要求，鋼棧橋橋面標(biāo)高為370.46。根據(jù)某縣水利部歷年水位觀察記錄，某江特大橋所處水位常水位為360.36m，經(jīng)觀察實(shí)際施工過(guò)程中最高水位均低于362m，鋼棧橋橋面標(biāo)高370.46 滿足要求。

2.2 鋼棧橋橋面標(biāo)高與后期水中承臺(tái)開(kāi)挖清底

某縣某江特大橋深水基礎(chǔ)施工過(guò)程中，承臺(tái)施工的開(kāi)挖清底工作是一項(xiàng)較困難的施工工序，水中承臺(tái)清底通常情況下，可采用長(zhǎng)臂挖機(jī)清底以及吸泥設(shè)備清底，根據(jù)4#墩承臺(tái)清底所采用的吸泥設(shè)備及長(zhǎng)臂挖機(jī)清底效果，選用長(zhǎng)臂挖機(jī)清底效果較為良好。承臺(tái)開(kāi)挖清底采用長(zhǎng)臂挖機(jī)開(kāi)挖需要在某江特大橋搭設(shè)一個(gè)牢固寬松的作業(yè)平臺(tái)，并且該作業(yè)平臺(tái)的搭建也是某江特大橋承臺(tái)開(kāi)挖的難點(diǎn)之一，當(dāng)鋼棧橋橋面標(biāo)高合適的情況，可將鋼棧橋作為長(zhǎng)臂挖機(jī)開(kāi)挖清底作業(yè)平臺(tái)。

通過(guò)談?wù)摲治?，長(zhǎng)臂挖機(jī)作業(yè)平臺(tái)在某江特大橋施工時(shí)可采用三種方式搭建，分別是：（1）在某江特大橋承臺(tái)邊緣填土筑島、（2）在某江特大橋樁基鋼護(hù)筒上搭建作業(yè)平臺(tái)、（3）降低某江特大橋棧橋面標(biāo)高，以鋼棧橋作為開(kāi)挖的作業(yè)平臺(tái)。實(shí)際施工時(shí)4#墩承臺(tái)開(kāi)挖清底時(shí)采用承臺(tái)邊緣填土筑島結(jié)合在樁基鋼護(hù)筒上搭建作業(yè)平臺(tái)的方式施工，5#墩承臺(tái)開(kāi)挖清底采用樁基鋼護(hù)筒上搭建作業(yè)平臺(tái)的方式施工。某江特大橋樁基鋼護(hù)筒上的作業(yè)平臺(tái)搭建方式為在鋼護(hù)筒上安裝I16 工字鋼作業(yè)分配梁，然后在工字型鋼上安裝某江特大橋隧道仰拱的棧橋。

在確定某江特大橋鋼棧橋橋面標(biāo)高時(shí)，基于后期承臺(tái)開(kāi)挖要求，可適當(dāng)降低鋼棧橋橋面的標(biāo)高。設(shè)計(jì)常水位360.36，前期確定鋼棧橋標(biāo)高時(shí)，若將鋼棧橋面標(biāo)高設(shè)定為363.5m，承臺(tái)底標(biāo)高348.1m（設(shè)計(jì)變更后），采用臂長(zhǎng)18m 長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行承臺(tái)開(kāi)挖清底，開(kāi)挖深度15.4m，可滿足施工要求，棧橋橋面標(biāo)高可滿足該橋的后期承臺(tái)開(kāi)挖清底，則將降低長(zhǎng)臂挖機(jī)在水上作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高水上作業(yè)的施工作業(yè)速度，同時(shí)方便后續(xù)的開(kāi)挖渣土運(yùn)出到場(chǎng)地外面。

3 鋼板圍堰結(jié)構(gòu)形式的選擇以及實(shí)際施工分析

3.1 深水基礎(chǔ)圍堰類型選用

某江橋某江水深在5～6m 以上，就不能采用一般的土圍堰，木板樁圍堰等防水技術(shù)施工的水中基礎(chǔ)。某江特大橋常用的圍堰形式有土石型圍堰、板樁型圍堰、單壁型鋼板圍堰以及雙壁型鋼板圍堰。其中土石型圍堰主要適用于某江水深較淺并且對(duì)某江的通航要求較低的時(shí)候；板樁型圍堰分為鋼板樁形式和鋼筋混凝土板樁形式，兩種均不適用于某江河床覆蓋層薄且河床基巖堅(jiān)硬情況；單壁形式鋼板圍堰及雙壁形式鋼板圍堰主要是用于某江河床的覆蓋層較薄且江底部巖石堅(jiān)硬情況，不同的是雙壁型的鋼板圍堰由于其側(cè)板的剛度性能較大，更宜用于某江江水中水深較深情況。

某江特大橋常年水深5～12m，最大水深13m，其中4#墩河床基巖傾斜，5#號(hào)墩河床面基巖較平整。由于雙壁型鋼板圍堰具有強(qiáng)度剛度均較高的雙壁的鋼殼，可承受橋梁深水的圍堰內(nèi)外水頭的差壓力，施工時(shí)基本不受該橋墩位處水深的限制，另外雙壁型的鋼板圍堰的上部均能重復(fù)的使用，可充分發(fā)揮材料的利用率。4#、5#墩采用吊箱雙壁型的鋼板圍堰，而吊箱雙壁型的鋼板圍堰分帶刃腳型鋼板圍堰和無(wú)刃腳型鋼板圍堰。

3.2 某江特大橋雙壁型的鋼板圍堰的分析

某江特大橋雙壁型的鋼板圍堰主要分帶刃腳雙壁型的鋼板圍堰和吊箱雙壁型的鋼板圍堰，帶刃腳的雙壁型的鋼板圍堰又分平刃腳雙壁型的鋼板圍堰、高低刃腳雙壁型的鋼板圍堰、傾斜刃腳雙壁型的鋼板圍堰，某江特大橋施工對(duì)這幾種圍堰類型進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3.2.1 平刃腳雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋平刃腳雙壁型的鋼板圍堰施工方案：采取水下爆破將某江特大橋墩位處的河床面全面爆破整平，利用水上清碴和吸泥設(shè)備將水下的爆碴及淤泥全部清除，在爆平的基巖上采用雙壁型的鋼板圍堰施作水下基礎(chǔ)。采取江水下爆破的方法將該江河床面整平以后再施作雙壁型的鋼板圍堰的方案；而且在江水深水中采用水下爆破作業(yè)的工作難度還是比較大，很難達(dá)到預(yù)期效果，且用時(shí)會(huì)一定程度上影響該橋梁的施工工期。

3.2.2 某江特大橋高低刃腳雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋?qū)潞哟埠突鶐r進(jìn)行局部的水下爆破，采用高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰施作水下基礎(chǔ)。施工的爆破、清碴量相對(duì)減小，費(fèi)用增加不大。采用高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰對(duì)水下爆破要求高，在深水中爆破難以達(dá)到預(yù)期效果；高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰座落在軟弱不均的江水河床面上，由于受力的不均可能造成雙壁型的鋼板圍堰傾斜,雙壁型的鋼板圍堰的刃腳需作特殊處理。

3.2.4 采用鋼吊箱雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋利用舟橋設(shè)備搭設(shè)水上作業(yè)平臺(tái)，先鉆孔成樁，再用鋼吊箱封底、抽水施作承臺(tái)、墩身。避免采用大量江水下爆破及水下清碴，實(shí)際清渣較多。缺點(diǎn)：（1）吊箱雙壁型的鋼板圍堰主要針對(duì)高樁的承臺(tái)而設(shè)計(jì)，某縣某江特大橋4#、5#墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相對(duì)于河床面為低樁形式的承臺(tái)，按設(shè)計(jì)變更抬高承臺(tái)底標(biāo)高（4#墩承臺(tái)底抬高2m、5#墩承臺(tái)底抬高1.5m）后仍然屬于底樁承臺(tái)，如果繼續(xù)變更提高承臺(tái)標(biāo)高，枯水期承臺(tái)露出水面可能影響航運(yùn)，在設(shè)計(jì)變更以及與地方航運(yùn)管理部門(mén)協(xié)商均有較大困難。（2）采用吊箱雙壁型的鋼板圍堰須對(duì)河床進(jìn)行清渣，實(shí)際施工時(shí)，4#、5#墩河床底所需要清渣狀況。某江特大橋吊箱雙壁型的鋼板圍堰在進(jìn)行施工時(shí)承臺(tái)清底是一項(xiàng)工作量較大的工作，在清底時(shí)，可采用長(zhǎng)臂挖機(jī)及吸泥設(shè)備清底，4#墩采用了這這兩種方法清底，長(zhǎng)臂挖機(jī)在水上作業(yè)平臺(tái)上開(kāi)挖清底時(shí)間約1 個(gè)多月.5#墩采用長(zhǎng)臂挖機(jī)清底時(shí)吸取4#墩經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)臂挖機(jī)開(kāi)挖清底較為徹底，鋼板圍堰下放時(shí)順利。

本文主要對(duì)某縣某江特大橋深水基礎(chǔ)施工中實(shí)際所遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析和總結(jié)，介紹了江水深水樁基礎(chǔ)施工的鋼棧橋施工、鋼板圍堰施工，有望能為江水中深水樁基礎(chǔ)的施工提供一定的經(jīng)驗(yàn)。