探討某大橋無(wú)覆蓋層河床樁基鉆孔平臺(tái)施工技術(shù)

鄧 松

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

鉆孔平臺(tái)是水中樁基施工的必要臨時(shí)設(shè)施，為水中樁基提供施工平臺(tái)[1]。鉆孔平臺(tái)施工與水下樁基布置形式、地質(zhì)條件、施工環(huán)境條件等因素密切相關(guān)，如何科學(xué)高效地完成河床無(wú)覆蓋層條件下鉆孔平臺(tái)的搭設(shè)，確保樁基施工的安全性、穩(wěn)定性，保證樁基施工質(zhì)量，提高施工效率，降低施工成本，已成為現(xiàn)階段我國(guó)水下樁基施工亟須解決的問(wèn)題[2-3]。

1 工程概況

某大橋主墩樁基起點(diǎn)樁號(hào)K10+496，終點(diǎn)樁號(hào)為K10+995。橋軸線與河道呈正交分布，水流方向和橋軸法線之間的傾角不超過(guò)5°，橋梁位置水勢(shì)良好，河床可靠。主橋樁基礎(chǔ)分左右幅，每個(gè)主墩一個(gè)系梁下設(shè)置兩根樁基，均為嵌巖樁。6#、7#、8#、9#墩位置設(shè)置D3.6 m樁基，樁長(zhǎng)54.5~58.5 m。其中6#~8#墩河床基本無(wú)覆蓋層或覆蓋層較薄，采用水上平臺(tái)沖擊鉆成孔。

2 操作流程

引孔樁鉆孔平臺(tái)施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 引孔樁鉆孔平臺(tái)施工工藝流程圖

2.1 鉆孔平臺(tái)施工

2.1.1 鉆孔平臺(tái)的布置

鉆孔平臺(tái)高程按照±70.3 m左右控制，施工平臺(tái)尺寸為29 m×15 m，總面積為435 m2，平臺(tái)上每個(gè)墩布置1臺(tái)西德鉆機(jī)、2臺(tái)武橋鉆機(jī)、1臺(tái)中銳鉆機(jī)施工，單臺(tái)鉆機(jī)施工重量最大775 kN[4]。

（1）鉆孔平臺(tái)采用兩排Φ630×8 mm鋼管樁，和兩排臨時(shí)支撐Φ630×8 mm的鋼管樁，用栽樁法進(jìn)行施工。

（2）鋼管樁露出水面位置設(shè)置[25b槽鋼水平連接，每個(gè)鋼管樁需連接，形成整體框架，增加鋼管樁的穩(wěn)定性。

（3）上嵌入式設(shè)置2I56工字鋼樁頂橫梁，橫梁上布設(shè)有3片1組總計(jì)為8組貝雷梁作為主縱梁，貝雷梁上鋪設(shè)鉆機(jī)范圍內(nèi)3I36的承重橫梁兩根，兩邊布設(shè)I36工字鋼，間距為@75 cm分配橫梁，上鋪[14b槽鋼按@30 cm間距布設(shè)，面板采用厚度為8 mm防滑鋼板，并在平臺(tái)四周設(shè)置安全防護(hù)欄、防護(hù)網(wǎng)[5]。

（4）主墩6#、7#、8#墩鉆孔平臺(tái)平面及立面布置見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 主墩6#、7#、8#墩鉆孔平臺(tái)平面布置圖

圖3 主墩6#、7#、8#鉆孔平臺(tái)立面布置圖

2.1.2 水上鉆機(jī)平臺(tái)搭設(shè)

在打樁船舶上橫向布置二組間距為2.2 m的雙工40b工字鋼，其平臺(tái)與船舶通過(guò)焊接連成整體，鉆機(jī)滾筒與工字鋼平臺(tái)及鉆機(jī)設(shè)槽連結(jié)固定。

2.1.3 測(cè)量放樣

按照鉆孔施工平臺(tái)布設(shè)圖及施工方案，對(duì)各鋼管樁具體坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)控制點(diǎn)，建立坐標(biāo)平面控制網(wǎng)，并利用全站儀準(zhǔn)確定位各樁實(shí)際位置，確保樁基施工質(zhì)量。

2.1.4 埋設(shè)引孔樁護(hù)筒

鋼護(hù)筒長(zhǎng)度12~15 m，直徑為Φ80~Φ100 cm。護(hù)筒頂部與打樁船鉆機(jī)平臺(tái)用騎馬圈連接，以防止護(hù)筒位移。

根據(jù)地勘資料及實(shí)地勘察結(jié)果，鋼護(hù)筒無(wú)法直接用震動(dòng)錘打入河床中，采用沖擊鉆先沖入河床中50 cm后用振動(dòng)錘打入河床埋設(shè)，嚴(yán)格控制鋼護(hù)筒位置和垂直度，確保軸線偏差不超過(guò)5 cm，垂直度偏差不超過(guò)1%[6]。

2.1.5 引孔樁鉆進(jìn)、栽樁

鉆孔平臺(tái)鋼管樁基礎(chǔ)采用微型沖擊錘，沖擊成孔，沖孔深度為7 m，鉆至終孔時(shí)進(jìn)行清孔，清孔后鉆渣運(yùn)至指定的棄渣場(chǎng)，然后利用吊車(chē)下放安設(shè)鋼管樁。

鋼管樁引孔基礎(chǔ)終孔后，鋼管樁內(nèi)灌粗粒徑卵石高出河床1.5 m，護(hù)筒內(nèi)與鋼管樁外側(cè)灌砂至河床面。

2.1.6 管樁切割或接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高

按照各鋼管樁設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用鋼爬梯在距離鋼管樁設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.2 m位置處制作操作平臺(tái)。然后根據(jù)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高對(duì)鋼管樁實(shí)施切割或接長(zhǎng)處理。主墩鋼管樁施工參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主墩鋼管樁施工參數(shù)表

為防止鋼管樁局部變形，鋼管樁原材料需割除變形位置進(jìn)行對(duì)接滿焊，另工字鋼橫梁底向下50 cm范圍的鋼管樁進(jìn)行焊接加固[7]。

2.1.7 鋼管樁間水平橫聯(lián)焊接安裝

鋼管樁間水平橫向連接構(gòu)件規(guī)格為[25b，采用隨打隨連的方式進(jìn)行鋼管樁間連接，每完成兩根鋼管樁應(yīng)及時(shí)驗(yàn)收，并及時(shí)實(shí)施樁間連接，防止單樁在船舶?？渴┕ぷ饔孟掳l(fā)生偏位。

用船舶運(yùn)輸鋼管樁及型鋼、貝雷架等。順橋向鋼管樁中對(duì)中間距為6 m*9 m*6 m設(shè)置4排，最外兩排考慮橋梁需要設(shè)置臨時(shí)支撐，一側(cè)三排前期用作鉆機(jī)鉆孔施工平臺(tái)，另一側(cè)用作停靠浮吊船舶施工區(qū)域，逐孔架設(shè)。如圖4、圖5。

圖4 鋼管樁平面布置圖適用于（6#~8#墩）

圖5 鉆孔平臺(tái)引樁立面圖（6#~8#墩）

2.1.8 鋼管樁頂工字鋼安裝

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程進(jìn)行截樁處理，確保切口平齊，鋼管樁頂部有變形的，一律割除平整后，方可根據(jù)設(shè)計(jì)位置在其頂部定位安裝規(guī)格為2I56b工字鋼主梁，鋼管樁與主梁工字鋼連接處采用焊接方式連接，槽口部位設(shè)置厚度不小于10 mm的鋼板與工字鋼主梁側(cè)邊抵焊，保證焊縫高度不得低于6 mm[8]。

對(duì)工字鋼實(shí)施精準(zhǔn)定位后，方可將貝雷架焊接在工字鋼上，確保工字鋼橫梁處于鋼管樁中心位置，使鋼管樁處于軸心受壓狀態(tài)，并通過(guò)全站儀對(duì)貝雷架及其上部分配梁布設(shè)位置實(shí)施精準(zhǔn)定位[9]。

2.1.9 貝雷梁、分配梁及面板鋪設(shè)

按圖紙要求，在鋼管樁頂開(kāi)槽安裝2I56工字鋼橫梁后，上部貝雷架在岸上拼裝場(chǎng)地按跨徑拼裝成片組，船舶運(yùn)輸至墩位后，利用船上吊車(chē)在現(xiàn)場(chǎng)組拼。

提前安置鋼護(hù)筒橫向兩側(cè)3I36承重梁，承受鉆機(jī)，鋼筋籠施工時(shí)重量，在兩邊均布設(shè)I36工字鋼分配梁，分配梁間距按貝雷架受力節(jié)點(diǎn)位置安放固定，約為70 cm。鋪完分配梁，鋪設(shè)δ8 mm花紋鋼板作為鉆孔平臺(tái)面板[10]。

3 質(zhì)量控制

樁基鉆孔平臺(tái)質(zhì)量控制指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 樁基鉆孔平臺(tái)質(zhì)量控制指標(biāo)

4 結(jié)論

采用沖擊鉆成孔植入鋼管樁的施工工藝解決了河床無(wú)覆蓋層的鉆孔平臺(tái)搭設(shè)的施工難題，保證了鉆孔平臺(tái)的安全性及穩(wěn)定性，防止安全事故發(fā)生，提高施工效率，節(jié)約施工時(shí)間，有效降低施工成本。為后續(xù)同類(lèi)鉆孔平臺(tái)的施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有重要的指導(dǎo)與借鑒意義。