大埋深條件下橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)分析

張昊

（遷安市路誠道橋工程建筑有限公司，河北遷安 064400）

0 引言

橋梁工程作為交通路網(wǎng)的重要組成部分之一，其具有不可或缺的作用。部分橋梁需要從江河的深水區(qū)跨越，使得其基礎(chǔ)必須在水中修建，進(jìn)一步增大了橋梁工程的施工難度，尤其是在一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜的區(qū)域，隨著水深度的增加，導(dǎo)致施工極為困難。為確保橋梁工程順利完成，必須采取合理可行的施工方案。本文對(duì)大埋深條件下橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)展開分析研究。

1 工程概況

某公路工程中有橋梁一座，全長為783m，上部結(jié)構(gòu)采用的是簡支箱梁，橋面寬度為40m，鋪裝層為瀝青混凝土。下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ)，主墩采用變截面圓形實(shí)體墩，橋臺(tái)為肋板臺(tái)。該橋梁主跨的2#墩柱位于河邊，3#墩位于河道內(nèi)，其余墩臺(tái)均處在陸地上。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，橋梁承臺(tái)嵌入穩(wěn)定巖層10m以上。3#墩所處的河道無枯水期，常年水深在5.0m左右，在施工該橋墩時(shí)，恰逢洪水期，河道內(nèi)的水位大幅度上漲，且水流的速度較快，對(duì)圍堰產(chǎn)生巨大沖擊力。結(jié)合工程特點(diǎn)，經(jīng)過研究后，在該橋梁施工中，決定采用的黏土筑島平臺(tái)，高壓旋噴樁止水加圍堰支護(hù)的方案，對(duì)大埋深條件下的橋梁進(jìn)行水中承臺(tái)施工。

2 大埋深條件下橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)

2.1 筑島平臺(tái)施工

在該工程中，3#墩位于河道水位比較深的部位，需要開挖深度相對(duì)較大的承臺(tái)基坑，若是在河道內(nèi)施打鋼板樁，則會(huì)導(dǎo)致樁體承受的側(cè)向壓力增大。為此，在綜合考慮各方面因素后，決定通過黏土筑島的方法，填筑鉆孔及操作平臺(tái)，為承臺(tái)施工創(chuàng)造有利條件。

2.1.1 施工方案

黏土筑島就是利用黏土在指定的位置處以填筑的方式修建作業(yè)平臺(tái)，通過自卸式汽車采用倒退的方法進(jìn)料，由推土機(jī)將黏土推送至筑島處，向前逐步推進(jìn)，將黏土推平后，碾壓密實(shí)，當(dāng)修筑的平臺(tái)頂面能夠滿足水中承臺(tái)施工要求后便可停止卸料?？梢园凑赵O(shè)計(jì)圖紙中給出的3#承臺(tái)基坑開挖尺寸，對(duì)主導(dǎo)平臺(tái)頂面的尺寸加以確定，經(jīng)過計(jì)算后，得出筑島平臺(tái)頂面的長和寬分別為44.4m和27.9m[1]。本工程中選用的筑島平臺(tái)材料為具有良好防水性能的黏土，直接從橋址附近的路基開挖段取用，通過自卸式汽車將黏土運(yùn)至筑島平臺(tái)施工現(xiàn)場，將黏土卸在距離筑島平臺(tái)較近的河岸邊，利用推土機(jī)將黏土逐步推至筑島范圍以內(nèi)。當(dāng)平臺(tái)修筑完畢后，可在邊緣處采用袋裝卵石作為防護(hù)，減輕水流對(duì)平臺(tái)的沖刷。最后將平臺(tái)頂面碾壓密實(shí)即可，要求修筑好的平臺(tái)上能夠保證混凝土運(yùn)輸車的順利通行，從而為承臺(tái)混凝土澆筑提供保障。

2.1.2 工藝流程及實(shí)施要點(diǎn)

為確保黏土筑島平臺(tái)施工的有序開展，施工人員要對(duì)相關(guān)的工藝流程加以了解和掌握，具體包括測量放樣、運(yùn)輸黏土、填筑碾壓、頂層壓實(shí)的工藝。

（1）由專業(yè)的測量小組，按照設(shè)計(jì)圖紙開展測量放樣工作，在河道兩岸上準(zhǔn)確測放出橋梁的中心線，依據(jù)測量放樣的方向，通過推土機(jī)將卸在岸邊的黏土推至河道內(nèi)。當(dāng)黏土被推至筑島平臺(tái)施工范圍后，測量人員要對(duì)承臺(tái)的位置準(zhǔn)確放樣。

（2）在確認(rèn)滿足平臺(tái)尺寸的要求后，停止向河道內(nèi)推送黏土，利用挖掘機(jī)拋料的方法修筑平臺(tái)，筑島平臺(tái)每修筑一層后，通過壓路機(jī)碾壓密實(shí)，確保每層的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求，即不小于90%[2]。

（3）主墩下部結(jié)構(gòu)完成之后，可利用挖掘機(jī)從河道逐步向岸邊推進(jìn)，將筑島平臺(tái)施工未使用的黏土全部挖除，通過自卸卡車運(yùn)至棄土場。依據(jù)相關(guān)規(guī)定要求對(duì)河道全面清理，使其恢復(fù)至初始狀態(tài)。

2.2 高壓旋噴樁施工

本工程中，橋梁深水基礎(chǔ)止水采用的是高壓旋噴樁止水帷幕，該技術(shù)在橋梁基坑開挖時(shí)，能夠起到預(yù)防沙涌發(fā)生的作用。通過高壓旋噴樁可以達(dá)到預(yù)期中的降水效果，并且還能進(jìn)一步加快工程進(jìn)度。高壓旋噴樁施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

2.2.1 鉆孔

選用多功能鉆機(jī)配合鋼套管在指定的位置處鉆孔，確保深度達(dá)到基巖以下50cm。為避免后續(xù)施工引起孔壁坍塌，可在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后提升鉆桿，并向孔內(nèi)下入直徑為90mm的PVC管[3]。

2.2.2 噴漿準(zhǔn)備

（1）按照鉆孔的位置確定鉆機(jī)的擺放位置，當(dāng)鉆機(jī)就位后，要調(diào)整至水平狀態(tài)，避免鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)傾斜，影響成孔質(zhì)量。

（2）對(duì)噴漿嘴全面檢查，看是否能夠正常噴射漿液，采用0.5MPa的水壓，開展射水試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)壓力不足，或噴嘴堵塞，則應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，解決問題。

（3）水泥漿的質(zhì)量與旋噴樁的整體質(zhì)量密切相關(guān)，為此，要嚴(yán)格按照配比制備水泥漿，確保質(zhì)量合格。水泥漿的制備，可在鉆機(jī)移位時(shí)開展，制備前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定好的參數(shù)準(zhǔn)備原材料，按照先加水、再加水泥、最后加入外加劑的順序，將各種原材料倒入攪拌桶內(nèi)，攪拌均勻，攪拌時(shí)間控制在15min左右。制備好的水泥漿要在過濾后方可進(jìn)入漿液池，再次過濾才能進(jìn)入漿液桶[4]。

2.2.3 插管

鉆孔完畢后，將鉆桿從孔內(nèi)拔出，然后將旋噴管插入孔內(nèi)，插管的同時(shí)打開噴射裝置，為防止泥沙阻塞噴嘴，影響水泥漿正常噴射的情況發(fā)生，可選擇0.5～1.0MPa的噴射壓力。

2.2.4 提升攪拌

下入孔內(nèi)的噴漿管達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，便可開始噴射水泥漿，由專人負(fù)責(zé)觀察儀表，在達(dá)到相應(yīng)的數(shù)值后，便可提升旋噴管，要?jiǎng)蛩偬嵘?，邊提邊轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到旋噴樁設(shè)計(jì)高度為止。一根樁施工完畢后，按照上述步驟繼續(xù)對(duì)下一根樁施工，直至所有旋噴樁全部完成。

2.3 鋼板樁圍堰施工

在深水基礎(chǔ)中，鋼板樁圍堰的應(yīng)用較為廣泛，其對(duì)施工技術(shù)的要求不高，不但速度快，而且成本低。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，經(jīng)過研究后，決定選用鋼板樁圍堰，其與高壓旋噴樁相配合，能夠達(dá)到加固圍堰和止水的效果。鋼板樁施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

2.3.1 插打

（1）依據(jù)施工現(xiàn)場測量成果，將合龍段確定為鋼板樁插打的起始點(diǎn)位。首根鋼板樁采用如下方式插打：通過打樁機(jī)上的吊鉤對(duì)鋼板樁垂直起吊，依托樁身的自重，借助打樁機(jī)將鋼板樁插打至土層中1.0m左右[5]，要保證樁身垂直，隨后將吊鉤松脫，由打樁機(jī)夾緊鋼板樁后從土中拔出，水平移動(dòng)至打樁起點(diǎn)處，開始插打。在這一過程中，需要調(diào)整打樁機(jī)，使樁身的垂直度得到保證，當(dāng)插打至鋼板樁不再出現(xiàn)下沉的情況后便可停止。

（2）首根鋼板樁插打完畢后，第二根鋼板樁對(duì)準(zhǔn)首根的鎖扣導(dǎo)向槽，保證樁與樁之間能夠緊密連接。需要注意的是，所有鋼板樁均必須插打至無法繼續(xù)下沉方可停止。插打過程中，若樁身出現(xiàn)不垂直的現(xiàn)象，則必須及時(shí)調(diào)整，避免誤差累積[6]。

2.3.2 內(nèi)支撐施工

（1）本次施工中，鋼板樁的內(nèi)支撐選用的是直徑630mm、壁厚8.0mm的鋼管[7]，分為縱向和斜向支撐，樁端有樁帽，法蘭盤與圍檁采用滿焊的方式連接。安裝斜支撐時(shí)，要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙切割，制成斜角，通過焊接，使斜支撐與樁帽鋼板相連接。

（2）鋼板樁內(nèi)支撐施工時(shí)，必須確保安裝順序正確無誤，先安裝縱向支撐，然后沿著圍堰四周安裝斜支撐?？稍诳v向及斜支撐的節(jié)點(diǎn)位置處設(shè)置圓環(huán)鋼板，以2道為宜，每塊鋼板的厚度均為2.0cm。

（3）在施工過程中，要對(duì)內(nèi)支撐實(shí)施監(jiān)測，若出現(xiàn)異常狀況必須停工，找到原因后，采取相應(yīng)的措施加以處理，并在消除隱患后恢復(fù)施工[8]。

3 結(jié)語

在大埋深條件下開展橋梁水中承臺(tái)施工時(shí)，為確保施工能夠順利開展，要修建筑島平臺(tái)，并采用高壓旋噴樁與鋼板樁相結(jié)合的方法，達(dá)到加固圍堰和止水的目標(biāo)，為水中承臺(tái)施工提供有利條件。