陡坡基岩下深水桩基施工技术于国宝 （中铁十四局集团第五工程有限公司，山东 枣庄 277100） 摘 要：对于深水桩基施工，本身就存在较大难度，当河床岩面为陡坡时，给桩基施工带来更大的难度，文章通过杭州千岛湖城中湖南路一号大桥工程的桩基实例，解决了这一难题，给类似工程施工提供较好的参考依据。 关键词：陡坡；岩面；深水桩基 1 工程概述浙江省杭州湖南路一号大桥位于千岛湖镇老城区的东南面，城中湖南面的珍珠半岛上，该桥上部结构为三跨（55＋100＋55m）共计210m的预应力砼连续钢构单箱双室箱梁，主桥2个桥墩基础采用高桩承台钻孔灌注桩，桩径为Ф2.5m的钻孔嵌岩桩，每墩设计6根桩，呈双“品”子布置。孔位处水深最深达17.2m，水底为裸露岩层，表面无覆盖层，且全部设计在临岸斜坡上，坡度达到43°，现场施工场地狭窄，施工难度较大。 2 施工方案的确定本工程设计提供施工方案为浮式工作平台和钢板桩围堰，但经现场实地勘测，主桥桥墩桩位处水底为裸露岩层，表面无覆盖层，岩面倾斜度达43°左右，承台下水深达17m多，如使用浮式平台受库区水位影响，易造成浮式平台一侧搁浅，并且主桥桥墩承台距离岸边较近，不具备浮动平台施工的条件。通过研究，决定采用钢管桩固定平台进行桩基工程，用钢吊箱进行承台砼施工的方案。具体方法为在桩位区域下放辅助钢围堰，然后在围堰内安放钢管桩，连接固定后，在主墩桩位内预先采用地质钻机钻孔，埋入防滑移Ф40mm锚杆，通过往钢围堰内灌注水下混凝土来固定钢管桩，然后搭设水上固定平台，在固定平台上使用冲击钻冲孔。 3 施工工艺3.1 浮吊制作 根据工程需要，并结合现场情况，项目部自组浮吊一台，采用100t驳船和50t驳船各一艘，采用工字钢、槽钢和钢板搭配把两只船连成一个整体，并在前、中、后三处采用钢丝绳加固，25t吊机停放在两只船中间，在吊机腿部进行焊接补强加固。 3.2 钢管桩平台 施工顺序为：辅助钢围堰下放→加工钢管桩→下放定位钢管桩→连接钢管桩→安放纵横分配梁→地质钻机从管桩内钻眼→安放抗滑移锚杆→浇筑钢围堰内部砼→铺设钢板搭设钢平台。 （1）辅助钢围堰下放。把加工好的钢围堰采用浮吊吊装到墩位位置，沉放并进行水底连接加固。钢围堰采用10mm厚钢板加工，顶面高出砼覆盖层面50cm（水底砼覆盖层保证最浅处钢护筒护壁不少于1.0m），围堰底边根据测量深度加工成高低不等的斜面，围堰外面横向加劲肋采用［10cm的槽钢，30cm一根，竖向采用［20cm槽钢加固，1.11m一道并与水底钢管桩连接加固，部分露出水面与岸边锚固，下部用锚杆固定，潜水员水下检查围堰安装情况，并用袋装砼封堵围堰底脚与岩面之间的空隙和漏洞，确保浇筑水下砼时不漏浆、不跑模。 （2）钢管桩加工。钢管桩采用直径φ630mm、壁厚12mm的钢管，根据主桥桥墩位置处的水深确定加工钢管桩的长度，同时在钢管桩端部焊接Ф2300mm、壁厚20mm的钢管，高度1000mm，并且根据现场水下岩面情况实测地形做成倾斜面，根据施工图进行编号，按照现场施工情况组织分批次运送至桥墩处。钢管桩在运输过程中堆放按沉桩编号顺序采用多层叠放，各层垫木位于同一垂直面上，船上管桩的叠放层数最多不超过3层，以确保行船安全。钢管桩在起吊、运输及堆放过程中应避免因碰撞等原因而造成管身变形。同时在钢管桩沉放前应仔细检查管节焊缝是否完好。 （3）钢管桩沉放。按照全站仪确定的坐标位置将钢管桩下沉到设计位置，钢管桩定位后及时采用剪刀撑连接加固，底端加大段调整后采用沙袋或砼块垫平，全部钢管桩定位连接后，对墩位水底地形进行测量，然后根据测量结果进行锚杆布置，沿承台周边加宽1.75m，并采用地质钻机钻眼，眼深2m，直径5～8cm，内部孔距横向间距为2m，纵向间距3m，桩位处空开，周边眼间距1.11m，钻好后采用Ф40mm的Ⅱ级钢筋插入钻孔，锚杆长3m，水底以上留1m，插好后进行压浆。安装完抗滑锚杆后，潜水员水下检查堵漏，插入导管在钢围堰内进行水下砼浇筑，固定钢管桩；在所有的钢管桩固定后，往钢管桩内灌入中砂至管口以下1m处，利用水密法振捣密实，顶部剩余部分采用C20混凝土封顶，以增强钢管桩的刚度和稳定性（见图1）。  图1 主墩锚杆及钢管桩布置图 （4）钢平台搭设。钢管桩沉放固定完成后，进行钻孔平台施工，具体步骤如下： 在钢管桩顶部横向适当位置开口，割平钢管桩头→安放预先拼接好的I36b工字钢横梁，与钢管桩（开口）壁处点焊→浇筑各钢管桩桩头C20砼，使I36b横梁嵌固在桩头中→安装I36b工字钢分配纵梁，并与I36b横梁焊接（设加劲板）→根据坐标采用钻机钻眼→安装防滑移锚杆→安装水下围堰→浇筑水下砼→在“井”字梁上铺设δ=8mm厚钢板－加设安全栏杆（见图2）。  图2 钢管平面布置图 3.3 钻孔灌注桩施工 钻孔桩施工根据地质情况拟采用冲击钻进行钻孔，利用浮吊下放钢护筒，利用钢管桩平台导向架下放固定钢护筒，水下砼固定钢护筒，由于主墩湖底无覆盖层，且岩面坡度较大，所以钢护筒全部定位后，在水下钢围堰内插入导管进行水下砼施工，砼厚度为湖底最深处达到4m，保证浅处钢护筒埋深在1.0m以上，砼覆盖层每一个台阶高度控制在4m以内，每次浇筑2m高度，台阶顶面基本水平，以砼覆盖层来进一步加固钢管桩和钢护筒，使护筒底脚不漏浆，确保桩基施工安全和施工质量。 由于桩基均位于斜坡岩面上，为能够保证开孔时冲锤处于垂直状态，需要预先在钢护筒内灌注C30水下混凝土至最高一侧岩面高度，待混凝土达到一定强度后，再进行冲孔，并在冲孔过程中，及时检查锤头是否存在偏孔现象，若出现偏孔问题，及时回填高强度片石至偏孔以上位置，重复冲孔，直至纠偏完成，桩基施工的其他工序按照正常施工工艺进行。 4 注意事项主桥桥墩位于倾斜度达43°岩层面上，且岩层表面无覆盖层，造成钢管桩无法固定，因此钢管桩固定措施必须到位，特别是Ф40的防滑仪锚杆要安装准确，数量要满足抗滑要求；钢围堰内浇注水下混凝土时，要先仔细检查钢围堰的稳定性，是否存在漏浆现象，对于漏浆位置及时采用措施封闭，确保水下砼灌注的质量和强度。 5 结束语浙江省杭州湖南路一号大桥桩基施工，在水深达17m多，山体岩面倾斜达43°左右的情况下，通过采用下放辅助钢围堰、安放钢管桩，预埋定位锚杆等加固措施，搭设水上固定施工平台，成功解决了陡坡基岩下深水桩基的施工难题，有效保证了桩基成孔质量，大大节约了时间成本及经济成本，产生了巨大的经济效益，为后续施工提供了宝贵经验。 参考文献： [1]曾乐飞.水上大口径钻孔灌注桩施工平台设计研究[D].华中科技大学,2006. [2]杨永伟,戴桂华,徐阳,等.张花高速酉水大桥深水桩基施工技术[J].公路工程,2013,(5):199-203+213. 中图分类号：U445.55+1 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2017）02-0068-02 |
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