禾水特大橋深水低樁承臺(tái)裸巖基礎(chǔ)施工技術(shù)

馬文勇 陳一釗

中鐵一局集團(tuán)有限公司廣州分公司 廣東 廣州 511492

1 工程概況

昌贛客專禾水特大橋位于江西省吉安市，橋梁全長8484.49m。主橋采用48+80+48m 連續(xù)梁跨越禾水河，連續(xù)梁主墩為104#、105#墩，采用12根φ1.5m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，承臺(tái)截面尺寸為10.6m×14.6m×（3+1.5）m。

主橋墩位上部覆蓋層為粗圓礫土，稍密，層厚約1.5m，下部為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，基本承載力300KPa。由于禾水河為Ⅵ級(jí)航道，承臺(tái)底埋入河床強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖2.8m，承臺(tái)底標(biāo)高為+38.786m。

橋址處設(shè)計(jì)施工水位+49.71m,設(shè)計(jì)水深6.424m。

2 方案比選

根據(jù)設(shè)計(jì)施工水位標(biāo)高，原設(shè)計(jì)方案采用棧橋+鋼平臺(tái)+單壁鋼圍堰進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)施工，對(duì)比筑島圍堰引孔法施工方案，其優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示：

通過對(duì)禾水河水位調(diào)查及走訪，結(jié)合項(xiàng)目架梁工期實(shí)際情況，決定充分利用一個(gè)枯水期采用筑島圍堰施工完樁基及承臺(tái)下部結(jié)構(gòu)，漲水期短時(shí)間漫水停工，選用方案2作為實(shí)施方案。

3、施工方法

3.1、施工工藝流程

3.2、便道及筑島圍堰標(biāo)高的確定

通過對(duì)禾水河水位調(diào)查及走訪得知，在每年的7月至次年的2月為枯水期，水位保持在+45.5m左右。便道及筑島圍堰標(biāo)高定位+47.0m，以滿足枯水期施工要求。

3.3、便道及筑島圍堰施工

為保證在豐水期水流沖刷下的穩(wěn)定，便道采用片石填筑，表層設(shè)置20cm厚碎石土墊層。迎水面采用大塊片石及鐵絲籠進(jìn)行護(hù)坡防護(hù)。筑島四周采用片石進(jìn)行填筑，島芯采用粘土汽車壓實(shí)填筑。為便于鋼板樁圍堰引孔，島芯平面四周各大于承臺(tái)2m左右。

3.4、鉆孔樁施工

筑島填筑完成后，先施工正式樁基礎(chǔ)。根據(jù)地質(zhì)情況，樁基采用沖擊鉆進(jìn)行施工。為加快施工進(jìn)度，結(jié)合筑島面積，單墩布置3臺(tái)沖擊鉆機(jī)4個(gè)循環(huán)進(jìn)行施工。

3.5、鋼板樁引孔施工

施工前測(cè)量放線，在筑島地面放出鋼板樁設(shè)計(jì)輪廓線，作為引孔位置和鋼板樁插打位置，并加以保護(hù)。

為確保鋼板樁錨固深度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼板樁位置引孔至承臺(tái)底以下4m深范圍，引孔深度約12m，其中引孔強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r7.6m。承臺(tái)范圍內(nèi)采用旋挖鉆鉆孔至承臺(tái)底以下0.8m，其中引孔強(qiáng)風(fēng)化基巖3.6m，以便澆筑封底混凝土。

引孔采用φ1.0m、φ1.5m旋挖鉆進(jìn)行，按一般鉆孔施工方法進(jìn)行引孔（鋼護(hù)筒、造漿護(hù)壁）。為保證引孔效果及進(jìn)度，旋挖鉆引孔時(shí)要跳孔鉆進(jìn)并進(jìn)行搭接，引孔位置要根據(jù)引孔樁位圖進(jìn)行精確定位。

每個(gè)孔引至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，及時(shí)回填細(xì)卵石土，土中不能含有大塊石頭，以免影響鋼板樁打入深度。

圍堰立面見圖1。

圖1 圍堰立面圖

圖2 引孔布置圖

第一步：φ1.0m旋挖鉆沿鋼板樁中線處全部鉆孔取芯至鋼板樁底（圖3-3中3），挖除深度為至鋼板樁底（12m，其中強(qiáng)風(fēng)化砂巖7.6m），鉆至標(biāo)高后及時(shí)回填細(xì)卵石夾土，防止塌孔。

第二步：采用φ1500旋挖鉆沿鋼板樁邊線再鉆取兩孔中間未鉆取的基巖（圖3-3中4），挖除深度至鋼板樁底，鉆至標(biāo)高后及時(shí)回填細(xì)卵石夾土，防止塌孔。

3.6、鋼板樁圍堰施工

引孔完成后，施工鋼板樁圍堰。本工程選用拉森Ⅳ型鋼板樁，寬40cm，重76.1kg/m，考慮到本工程地質(zhì)情況的需要，擬采用樁長為12m的鋼板樁。打設(shè)前對(duì)鋼板樁進(jìn)行調(diào)整焊接檢查。鋼板樁打設(shè)采用機(jī)械打拔機(jī)。

施工工藝流程為：測(cè)量放線→清理鋼板樁→打設(shè)引樁 →設(shè)置導(dǎo)樁框架→插打定位鋼板樁→插打鋼板樁→基坑開挖及圍囹支護(hù)→混凝土封底

圖3 鋼板樁插打

圖4 基坑開挖

承臺(tái)開挖上部覆蓋層采用長臂挖機(jī)進(jìn)行挖掘。進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層采用破碎機(jī)配合挖機(jī)進(jìn)行挖除。在開挖過程中，可以將硬石塊填入鋼板樁與引孔的內(nèi)側(cè)間隙，以使得鋼板樁與巖石密貼受力，減少下部鋼板樁的變形。開挖時(shí)根據(jù)鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)方案及時(shí)施做鋼支撐。

3.7、承臺(tái)澆筑

承臺(tái)開挖到位后，由于承臺(tái)底為巖層不需要進(jìn)行封底。及時(shí)設(shè)置集水井收集因鋼板樁不密封造成的漏水，保證承臺(tái)范圍干燥。根據(jù)承臺(tái)高度及圍堰內(nèi)支撐情況，承臺(tái)分兩次澆筑，并埋設(shè)降溫管，防止混凝土水化熱過大產(chǎn)生溫度裂紋。

4 結(jié)語

該主橋2015年8月5日開始進(jìn)行便道及筑島圍堰施工，2015年9月12日正式開始樁基施工，2015年10月27日完成全部樁基施工，2015年11月3日開始采用旋挖鉆引孔鋼板樁圍堰，2016年12月15日鋼板樁插打完成，2016年2月19日澆筑完成全部承臺(tái)，2016年3月3日澆筑完成橋墩，在一個(gè)枯水期內(nèi)完成了主橋下部結(jié)構(gòu)施工，為提前一年完成上部結(jié)構(gòu)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

通過該橋施工成功經(jīng)驗(yàn)表明，該類水文地質(zhì)條件下水中承臺(tái)基礎(chǔ)施工，結(jié)合工期影響，合理確定筑島標(biāo)高，采用引孔插打鋼板樁圍堰法，施工工藝簡單，不需要特殊設(shè)備，成本低，風(fēng)險(xiǎn)小，可為其它類型的橋梁水中承臺(tái)裸巖基礎(chǔ)施工提供一些借鑒。