沙埕灣跨海大橋筑島施工潮間帶鉆孔樁技術(shù)探討

摘 要：本文以沙埕灣跨海大橋7#主墩施工為例，介紹了沙埕灣跨海大橋如何在海上潮間帶筑島施工鉆孔樁的方法。沙埕灣跨海大橋在施工7#主墩鉆孔樁時(shí)放棄了常規(guī)的搭設(shè)水上鋼棧橋、沉放水上鋼護(hù)筒的施工方法，而是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況，因地制宜，采取了半填半挖的筑島技術(shù)，既保證了鉆孔樁的成功施工，又降低了施工成本，提高了施工的可靠性。

關(guān)鍵詞：筑島;開挖;擋墻;海上潮間帶;鉆孔樁

中圖分類號(hào)：U445.551? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）02-0126-03

沙埕灣跨海大橋7#主墩位于臨海山坡近坡腳，山坡平均坡度26-31°，植被發(fā)育。7#主墩部約一半處于陸地，一半處于潮間帶，潮間帶基巖完全裸露。坡面以碎石為主，殘積粘性土，潮間帶灘涂碎石狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖和中表面風(fēng)化砂巖裸露。根據(jù)鉆探結(jié)果，塔區(qū)附近的斷層構(gòu)造發(fā)育，大致為近東西向、遠(yuǎn)南北向的蝕變破碎帶，局部泥化嚴(yán)重，斷裂構(gòu)造數(shù)量較多，但單條構(gòu)造寬度總體較小，寬度多介于0.3-2m間，局部大于3m，傾角較陡。

1施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

青嶼島環(huán)島便道施工完成后，同步進(jìn)行承臺(tái)區(qū)域與邊坡區(qū)域開挖回填施工，開挖產(chǎn)生的土石方，作為筑島填料由山坡向海側(cè)填筑，順橋向海側(cè)填筑超過承臺(tái)位置15m，右幅超出承臺(tái)25m。

承臺(tái)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，澆筑封底混凝土50cm，在封底混凝土上安裝鋼護(hù)筒、進(jìn)行鉆孔平臺(tái)搭設(shè)。鉆孔平臺(tái)由45t門吊進(jìn)行搭設(shè)作業(yè)。為滿足后期施工需求，承臺(tái)周圍設(shè)置“回”形通道，滿足泵車、罐車同行。

2 圍堰筑島、承臺(tái)開挖

7#主墩承臺(tái)頂標(biāo)高+8.000m，結(jié)構(gòu)高度6m，底標(biāo)高+2.000m，設(shè)計(jì)封底厚度1m。7#承臺(tái)外的平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高為+6.0m，在填好的場(chǎng)地上布置龍門吊軌道。7#墩承臺(tái)有一半低于+6.0m，根據(jù)7#墩承臺(tái)的地理位置，從工程建設(shè)的可行性、安全性等各方面分析，最終確認(rèn)場(chǎng)地范圍為在縱橋向承臺(tái)邊線外15m，橫橋向承臺(tái)右幅邊線外25m。

填筑方法：在退潮時(shí)利用承臺(tái)開挖產(chǎn)生的塊石填筑臨海側(cè)，填筑時(shí)采用放坡填筑，坡度控制在1：2，塊石填筑完成后用速凝混凝土填縫，使迎水面塊石形成整體，提高回填塊石的整體穩(wěn)定性和抗沖刷穩(wěn)定性。

2.1 區(qū)域平整及通道開挖

主棧橋和環(huán)島路貫通后，組織挖機(jī)和推土機(jī)進(jìn)入青嶼島7#主墩施工區(qū)域，先在區(qū)域D修筑施工平臺(tái)，以便設(shè)備進(jìn)入和挖機(jī)掘進(jìn)。施工平臺(tái)D修筑完成后，為后續(xù)施工提供了工作面，由挖機(jī)沿區(qū)域C向前掘進(jìn)，形成由C到D的運(yùn)輸通道。挖機(jī)掘進(jìn)時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高放坡開挖。

利用已經(jīng)挖好的由C到D的通道對(duì)區(qū)域E進(jìn)行開挖。由于區(qū)域E為靠山側(cè)，開挖過程中產(chǎn)生大量塊石，塊石臨時(shí)存放區(qū)域E處，再C通道運(yùn)出。挖掘機(jī)配合推土機(jī)對(duì)區(qū)域E開挖嚴(yán)格按照由高處向低處分層分塊開挖，公分8塊6層進(jìn)行施工。挖掘機(jī)開挖后由推土機(jī)推出，由渣土車外運(yùn)。區(qū)域E開挖完成后進(jìn)行區(qū)域A（承臺(tái)區(qū)域）開挖。

2.2 砂袋筑島

2.3 承臺(tái)及龍門吊軌道、擋墻基礎(chǔ)開挖

7#墩承臺(tái)尺寸為37.1m*18.1m，高度6m。承臺(tái)開挖要分層分段開挖，開挖過程中，要和三級(jí)邊坡同步開挖。承臺(tái)開挖前由測(cè)量放樣，嚴(yán)格按照測(cè)量放樣的平面位置開挖，同時(shí)兼顧龍門吊基礎(chǔ)位置，做到承臺(tái)完成開挖的同時(shí)，龍門吊軌道同步完成。

區(qū)域D是承臺(tái)所在位置，通道開挖完成后進(jìn)行承臺(tái)開挖，承臺(tái)所在位置地質(zhì)良好，能夠產(chǎn)生大量的塊石。承臺(tái)開挖產(chǎn)生的塊石在高潮位堆積在區(qū)域F，根據(jù)潮位變化，退潮時(shí)將高潮時(shí)備用的石塊向海側(cè)回填。由于退潮時(shí)間短，所以現(xiàn)場(chǎng)配備4臺(tái)挖機(jī)，2臺(tái)裝載機(jī)用于塊石回填。

從陸地向海側(cè)回填塊石時(shí)，應(yīng)根據(jù)級(jí)配進(jìn)行填筑，大塊石頭填筑完成后用碎石和石屑進(jìn)行填縫，填縫完成后用速凝砂漿封閉處理?；靥顗K石和碎石填縫應(yīng)分層填筑，填筑完一層壓實(shí)一層，處理一層，做到回填密實(shí)，封閉及時(shí)。根據(jù)測(cè)量標(biāo)高計(jì)算平臺(tái)頂標(biāo)高為+6.5m，塊石填筑標(biāo)高控制在+6.0m。塊石填筑完成后，碾壓成形，鋪筑30cm碎石，澆筑平臺(tái)混凝土路面為20cm。地坪混凝土澆筑完成后由測(cè)量部做好沉降觀測(cè)點(diǎn)，并定期觀測(cè)。

2.4 車輛通道區(qū)域填筑

平臺(tái)填筑完成后，在已經(jīng)填筑好的平臺(tái)外側(cè)迎水面拋筑片石，在拋筑完成的片石外側(cè)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。讓測(cè)量部對(duì)后期拋筑的片石標(biāo)高進(jìn)行觀測(cè)，標(biāo)高沉降穩(wěn)定后，在鋼筋網(wǎng)外側(cè)澆筑砼，使片石和鋼琴網(wǎng)形成整體，進(jìn)一步增強(qiáng)筑島的穩(wěn)定性和抗沖刷性能

筑島注意要點(diǎn)：

（1）筑島整體標(biāo)高統(tǒng)一規(guī)劃，筑島時(shí)嚴(yán)格按照既定標(biāo)高執(zhí)行，確保整個(gè)筑島的平整度。

（2）填筑過程中和填筑完成后選取有代表性的點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)，嚴(yán)格觀測(cè)沉降指標(biāo)。

（3）填筑過程中嚴(yán)格控制填筑質(zhì)量，控制填筑級(jí)配和密實(shí)度，避免后期被海水侵蝕。

（4）合理規(guī)劃功能區(qū)域，根據(jù)填筑情況計(jì)算承載重量，嚴(yán)禁超載使用。

3鉆孔平臺(tái)施工

3.1平臺(tái)排水系統(tǒng)

承臺(tái)開挖完成后，對(duì)承臺(tái)進(jìn)行封底施工，施工時(shí)嚴(yán)格控制封底標(biāo)高，封底完成后使得封底混凝土形成中間高四周低的四面橫坡。在封底混凝土周圍布置環(huán)形排水溝，用于基坑內(nèi)的排水，排水溝尺寸為35cm*25cm。

在承臺(tái)封底混凝土四個(gè)角沿排水溝位置設(shè)置集水井，集水井靠海側(cè)埋設(shè)直徑35cm的排水管。排水管靠近承臺(tái)端設(shè)置閥門，既可以排出基坑內(nèi)的水，也能保證海水不會(huì)進(jìn)入基坑內(nèi)。封底混凝土澆筑完成以后進(jìn)行鉆孔平臺(tái)搭設(shè)。

3.2平臺(tái)搭設(shè)

封底混凝土澆筑完成后搭設(shè)鉆孔樁澆筑平臺(tái)，根據(jù)封底標(biāo)高用管樁調(diào)整平面高度，在調(diào)平管樁上搭設(shè)貝雷片，在貝雷片上鋪設(shè)25工字鋼作為分配梁，分配梁上鋪設(shè)厚度為8mm的花紋板作為面板。鉆孔平面布置圖如下：

4 鉆進(jìn)成孔

7#主墩鉆孔樁全部為端承樁，樁基直徑全部為2.8m，樁基設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為60m，主墩鉆孔樁最長(zhǎng)為58m，樁基設(shè)計(jì)全部為嵌巖樁，巖體為抗壓強(qiáng)度為89.36的微風(fēng)化凝灰熔巖。7#墩合計(jì)18根樁孔樁，布置6臺(tái)CK3500的沖擊鉆機(jī)，3輪鉆進(jìn)完成。

開鉆前測(cè)量復(fù)核護(hù)筒位置，尼龍繩拉好十字絲，使沖錘和十字絲重合。鉆孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)平整度，鉆機(jī)人員每班至少檢查2次，技術(shù)人員每班至少抽檢1次，若出現(xiàn)斜孔應(yīng)及時(shí)回填進(jìn)行修孔。鉆機(jī)開始鉆進(jìn)時(shí)，開孔造漿，小沖程施工，通過施工和泥漿護(hù)壁使孔口堅(jiān)硬、順直，起到良好的導(dǎo)向作用，防止后期出現(xiàn)斜孔。待鉆機(jī)鉆進(jìn)一定深度后正常施工，加大沖程。

鉆進(jìn)至巖層后適當(dāng)降低泥漿指標(biāo)，加快泥漿循環(huán)和掏渣。進(jìn)入巖層后應(yīng)預(yù)防卡鉆和斜孔等事故發(fā)生，鉆機(jī)沖程控制在3-4m，更換沖錘底部直徑大于高度的沖錘。鉆孔過程中一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩落錘時(shí)傾斜及時(shí)停止，回填塊石調(diào)平后繼續(xù)鉆進(jìn)，避免斜孔或者卡鉆。

在樁基接近終孔50cm時(shí)，加大泥漿比重至1.4左右，加快泥漿循環(huán)除渣，精確測(cè)定孔深后，一次鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，避免沉渣堆積造成欠鉆和超鉆。鉆進(jìn)到位后第一時(shí)間由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員測(cè)量孔深，并做好記錄，作為成孔和清孔的依據(jù)。第一次清孔采用黑旋風(fēng)泥沙分離器配合氣舉反循環(huán)清孔，待泥漿指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)報(bào)監(jiān)理下放鋼筋籠。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)外跨海大橋基礎(chǔ)施工多為水上施工，水上基礎(chǔ)施工一般搭設(shè)臨時(shí)鋼棧橋和水上鉆孔平臺(tái)。鑒于常規(guī)水上基礎(chǔ)施工受海上潮汐影響較大，安全沒有保證，因此沙埕灣跨海大橋7#主墩基礎(chǔ)施工采用筑島法，將水上施工轉(zhuǎn)化成陸上施工，從而極大地壓縮了施工工期，減少了施工成本，提高了施工的安全性，值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張文龍，馬允棟.海洋潮間帶、裸露傾斜基巖鉆孔樁施工技術(shù)探討[J].中國(guó)科技投資，2018（ 11） .