淺析海上深水裸巖基礎(chǔ)灌注樁施工平臺搭設(shè)及鋼護(hù)筒植入

柏楠

摘 要：本文以浙江舟山某橋?yàn)槔?，橋梁位于高?qiáng)度裸巖海床區(qū)域。關(guān)于深水裸巖基礎(chǔ)灌注樁施工，依賴于施工平臺的搭設(shè)，施工平臺的合理設(shè)計(jì)是整個工程需要研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本文通過海上深水裸巖施工平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)的闡述了橋梁灌注樁施工和鋼護(hù)筒植入工藝。希望能為今后類似海上深水裸巖基礎(chǔ)工程提供部分參考。

關(guān)鍵詞：海上;深水裸巖;灌注樁基礎(chǔ);施工平臺;鋼護(hù)筒

引言

近年灌注樁在我國橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，其主要優(yōu)勢能夠適應(yīng)較惡劣地質(zhì)環(huán)境和水文條件，樁體承載力較大。但地質(zhì)情況的復(fù)雜性讓灌注樁施工工藝面臨很多困境，如海上深水裸巖、斜面巖上進(jìn)行鉆孔樁鋼護(hù)筒埋設(shè)時，常常導(dǎo)致護(hù)筒卷邊、護(hù)筒滑動現(xiàn)象，無法保證泥漿質(zhì)量，甚至導(dǎo)致鉆孔施工無法順利進(jìn)行。因此，為了解決以上現(xiàn)狀，本文對灌注樁施工平臺搭設(shè)及鋼護(hù)筒植入工藝作全面分析，提高工程效率和加快施工進(jìn)度，目前已呈現(xiàn)出顯著效果。

一、工程簡介

該橋位于浙江舟山，跨越200m寬海域，橋長268m，寬12m。橋跨布置為：3*20+3*20+3*20+4*20，共4聯(lián)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用20m現(xiàn)澆箱梁，下部結(jié)構(gòu)橋臺采用U型臺、擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋墩采用柱式墩（直徑2m）、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)（直徑2.2m）。工程常年屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，每年的夏天和秋天都是臺風(fēng)盛行的階級，超過五級風(fēng)的時間約為148天左右，每年7-9月臺風(fēng)較多。海底主要為裸巖地質(zhì)。

二、灌注樁施工工藝

根據(jù)本橋所處地理環(huán)境和水文條件綜合分析和考慮，橋梁下部結(jié)構(gòu)需在施工平臺搭建結(jié)束后進(jìn)行。為了保障材料、人員以及設(shè)備的正常通行，需要在橋梁左側(cè)搭建鋼棧橋。首先，樁基礎(chǔ)施工先搭設(shè)鉆孔施工平臺，再植入鋼護(hù)筒，最后采用沖擊鉆機(jī)成孔的工藝。其次，由于施工位置處于高強(qiáng)度裸露巖層，表面的砂土又較少，鉆孔施工需要解決鋼護(hù)筒如何植入裸巖，并確保泥漿不外漏，鉆孔平臺需有抵抗較大平面荷載以及豎向荷載的整體式結(jié)構(gòu)。關(guān)于鉆孔施工平臺的搭建，主要是將鉆孔平臺結(jié)構(gòu)中的鋼管樁與鋼棧橋結(jié)構(gòu)中的鋼管樁用平聯(lián)及斜撐臨時連接成整體，用履帶吊進(jìn)行臨時平臺的鋪設(shè)，沖擊鉆在臨時平臺上進(jìn)行錨樁施工（鉆孔平臺上的鋼管樁作為鋼護(hù)筒），最后對整個鉆孔平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。主橋鉆孔灌注樁采用沖擊鉆機(jī)成孔，沖擊鉆先將裸巖砸平，繼續(xù)沖擊至巖面以下1-2m，將鋼護(hù)筒植入孔中，澆筑3-4米的水下混凝土，待水下混凝土形成一定的強(qiáng)度后，用沖擊鉆重新鉆孔。通過上述方法起到封住護(hù)筒與裸巖之間的間隙，解決鉆孔中出現(xiàn)漏漿問題。

三、鉆孔平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和需求，鉆孔平臺上供停放沖擊鉆及通行起重設(shè)備和混凝土罐車。其主要結(jié)構(gòu)形式由鋼管樁基礎(chǔ)、鋼管平聯(lián)、斜撐、主橫梁、貝雷梁及面板組成，這樣能夠提高平臺的穩(wěn)定性和各種施工荷載。施工平臺結(jié)構(gòu)圖如下：

平臺鋼管樁基礎(chǔ)通過∮219mm鋼管平聯(lián)、2Ⅰ22a型鋼及2HM588主橫梁焊接，其上鋪設(shè)321型貝雷桁架組，組間用剪刀撐連接整體，然后放置間距75cmⅠ22a型鋼橫向主分配梁，最后安裝間距25cmⅠ12.6型鋼縱向次分配梁和8mm厚花紋鋼板組拼的面板。施工平臺與鋼棧橋采用∮219mm鋼管平聯(lián)焊接，這樣可以提升棧橋和平臺之間的穩(wěn)固性。平臺設(shè)計(jì)除了滿足吊裝作業(yè)外，還要保證施工人員和設(shè)備的運(yùn)輸。并在主線橋墩位區(qū)開孔，滿足橋梁樁基鋼護(hù)筒下放需要。

四、鋼護(hù)筒植入工藝分析和平臺全動態(tài)管理

結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)資料以及實(shí)際現(xiàn)場勘察情況可以看出，橋梁區(qū)域海床為裸巖。如果使用高性能的柴油錘錘擊灌注樁護(hù)筒，容易產(chǎn)生護(hù)筒卷邊和偏移的現(xiàn)象，從而降低灌注樁工藝質(zhì)量。經(jīng)過多種方案對比后，最終選擇鋼護(hù)筒植入工藝。首先，采用沖擊鉆機(jī)沖擊海床裸巖至巖面平整，繼續(xù)沖孔至巖面以下1-2m，在施工平臺上布設(shè)上下間隔2-3m兩層型鋼作導(dǎo)向架（以提高鋼護(hù)筒定位精準(zhǔn)性），利用吊機(jī)將鋼護(hù)筒放入導(dǎo)向架。最后采用沖擊錘錘擊鋼護(hù)筒使護(hù)筒和巖石之間沒有縫隙，達(dá)到嚴(yán)實(shí)緊密的效果;如護(hù)筒和巖石之間出現(xiàn)局部縫隙，可按（二、灌注樁施工工藝）施工。此外，護(hù)筒的長度和直徑一般情況下都很大，為了保證護(hù)筒不會變形，應(yīng)該選用足夠強(qiáng)度和剛度的護(hù)筒。護(hù)筒安放偏差：平面位置偏差小于5cm，傾斜度不大于1%。

由于裸巖基礎(chǔ)覆蓋層較薄，加上施工現(xiàn)場臺風(fēng)和浪潮大，平臺鋼管樁施工過程中難度相當(dāng)大，易產(chǎn)生較大的偏差，故平臺在搭建過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際樁位，進(jìn)行調(diào)整和分析，以利于提高平臺的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量。最后再通過施工區(qū)域、吊裝起重區(qū)域及車輛人員通行區(qū)域分類，不斷加強(qiáng)現(xiàn)場施工每個階段的管理，進(jìn)而保證平臺結(jié)構(gòu)施工的安全性。

結(jié)束語

總而言之，本文以浙江舟山某橋?yàn)槔龑?shí)施海上平臺建設(shè)，有效的利用材料的截面特征，不僅降低了鋼管樁長度，還減輕平臺結(jié)構(gòu)本身的重量，加快了平臺的搭建速度，同時將鉆孔平臺施工區(qū)域和設(shè)備人員通道進(jìn)行分開設(shè)計(jì)，發(fā)揮出各自的功能和實(shí)際效果，有利于現(xiàn)場施工管理，并在保障現(xiàn)場安全的同時，提升了施工進(jìn)度和質(zhì)量。此外，實(shí)踐結(jié)果表明，以上施工方案和技術(shù)可行性程度較高，為今后類似工程的施工提供了部分參考和借鑒。

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