水中鉆孔樁平臺施工技術(shù)

王 明

（中鐵三局二公司，河北 石家莊 050031）

1 工程概況

容桂水道特大橋為廣州至珠海城際快速軌道交通工程，其主跨跨越廣州順德區(qū)容桂水道，跨徑組成108.85+2×185+115.5m，長594.65 m。大橋上部構(gòu)造為預應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)。橋面頂寬11.6 m，墩身為雙壁式矩形截面，承臺為低水位承臺，承臺尺寸17.48×12.88×5.0 m，每承臺下12根φ2.3 m鉆孔樁。主跨東側(cè)為在建太澳高速公路跨水道主橋橋墩，公、鐵路橋墩為保證水道通行，設(shè)計為對孔設(shè)計。橋墩位置工程地質(zhì)自上而下為：淤泥層，厚度1～2 m不等；亞黏土層，厚度5 m左右；粉砂層3～5 m不等；強風化泥、砂巖層2～4 m不等；弱風化泥、砂巖層3～9 m不等，見表1。

表1 各墩樁基設(shè)計情況

2 總體設(shè)計

2.1 水中施工平臺

70號墩施工平臺面尺寸設(shè)計為18×25.5 m，平臺上考慮3臺樁機同時施工，平臺通過棧橋連接容桂水道北岸河堤，作為人員及小型機具的通道。

72號墩施工平臺設(shè)計為18×31 m，平臺上考慮5臺樁機同時施工。在平臺上架設(shè)40 t龍門吊，以解決鋼筋籠吊安裝就位，平臺通過棧橋連接容桂水道南岸河堤，棧橋型式同北岸棧橋。

71號墩施工平臺面尺寸設(shè)計為18×25.5 m，平臺上考慮3臺樁機同時施工。該墩位于容桂水道航道中央，大型浮吊、駁船靠墩將影響航道，考慮在該墩平臺上設(shè)置一臺40 t龍門吊，解決大型材料、設(shè)備的起運，這樣可以基本不用大型浮吊，該墩機具、材料及人員均通過水上交通船運輸，施工平臺平面圖見圖1。

2.2 水中棧橋

棧橋主要用于施工人員上下班便道，小型材料、機械設(shè)備，混凝土輸送管的通行等。南、北岸棧橋均設(shè)置在軌道交通和太澳公路承臺之間的位置，北岸棧橋從北岸經(jīng)69#墩至70#墩；南岸棧橋從南岸至72#墩。

3 水上棧橋及施工平臺設(shè)計

圖1 施工平臺平面圖

3.1 水上棧橋

棧橋頂面寬度2.0 m，通道寬度1.5 m。鋼棧橋鋼管樁用Ф63×1.0 cm鋼管樁做基礎(chǔ)，縱向跨度9.0 m，振動沉樁時根據(jù)實際情況打入淤泥層，一墩一根，頂面采用橫向2I32 b工字鋼作分配梁，縱向采用3根I25 b工字鋼做主梁，其上鋪設(shè)0.8 cm厚鋼板或5 cm厚木板做面板。

鋼管樁在船上接長到單根20 m長度，按設(shè)計要求標準進行采購，利用50 t起重船和45 kW振動錘打入鋼管樁進入淤泥層，橫向分配梁在岸上分段分組拼接，利用起重船安裝就位，然后利用起重船安裝縱向型鋼分配梁、槽鋼橋面板或木板。橋面板間隙不得大于2 cm，兩側(cè)按設(shè)計要求安裝護欄及安全標志。

3.2 施工平臺設(shè)計

容桂水道水位受潮汐影響，水位深度在6~10 m間。采用Ф63×1.0 cm鋼管樁間距為4.6~5.5 m，其中最中間兩排樁間距5.5 m。順橋向布設(shè)3排鋼管樁，單樁入土深度不小于10 m，振動沉樁時根據(jù)實際情況確定打入深度，上部固定在平臺梁上。順橋向用雙拼貝雷架作主梁，橫橋向I30 b工字鋼作分配橫梁，其上鋪設(shè)0.8 cm厚鋼板或5 cm厚木板做面板，施工平臺正面圖見圖2。

3.3 水上施工平臺施工方法

3.3.1 施工準備

鋼管樁運輸和堆放。鋼管樁將由專業(yè)廠家加工的10~20 m長的Ф63×1.0 cm的鋼管樁，直接用船運至工地即可，根據(jù)現(xiàn)場施工進度組織分批運送至工地，避免鋼管樁壓船。鋼管樁運輸過程堆放按沉樁順序可采用多層疊放，各層間墊木方，船上管樁的疊放層數(shù)不宜超過3層，以保證行船安全。鋼管樁起吊、運輸和堆存過程中須避免因碰撞等原因而造成管身變形的損傷。注意在鋼管樁沉放前再次檢查管節(jié)焊縫。

3.3.2 鋼管樁沉放

沉放前先計算出每條鋼管樁的坐標，在兩岸大堤上針對各樁分別布置一條基線，基線上的每一個觀測點用全站儀精確測量其坐標位置，并用水準儀測出其高程。然后計算出每一根樁上觀測點的坐標及交會角，并匯總成表供觀測沉樁使用。沉放時在下面布置一臺全站儀觀測定位，側(cè)面設(shè)置兩臺經(jīng)緯儀校核。

鋼管樁沉放使用45 kW振動錘，能提供額定振動力為45 t，可以滿足本工程的要求。起吊設(shè)備采用50 t起重船。起重船拋錨定位后，先期依靠鋼管樁重力插入覆蓋層中，上部用纜繩綁在吊船邊，待樁身有一定穩(wěn)定性后，再利用浮吊吊上振動沉樁機夾住鋼管樁，開啟振動沉樁機振動下沉鋼管樁到位。鋼管樁逐排沉放，一排樁沉放完成后再移船至一側(cè)。

圖2 施工平臺正面圖

圖3 工作平臺

鋼管樁沉放應(yīng)注意：振動錘中心和樁中心軸應(yīng)盡量保持在同一直線上；每一根樁下沉應(yīng)連續(xù)，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復，繼續(xù)下沉困難，沉放過程加強觀測，鋼管樁偏位不得大于10 mm，垂直度不得大于0.1%。鋼管樁工作平臺見圖3。

3.3.3 樁頂及樁身處理

將整個平臺鋼管樁打完后，按設(shè)計要求確定樁頂標高，將整個平臺鋼管樁找平，對高出標高部分用氣焊割除，低于標高的樁按實際長度進行接長至樁頂標高。

鋼管樁頂找平后，在樁頂加焊口800×800、δ=10 mm鋼蓋板（若使用其他樁徑的鋼管樁則鋼蓋板平面尺寸亦相應(yīng)加大），鋼蓋板必須與周邊滿焊，并保證鋼蓋板水平。同時在鋼管樁側(cè)面按照施工圖紙要求焊接16槽鋼剪刀撐,槽鋼相交位置焊接連接。

3.3.4 安裝橫梁及貝雷架

樁頂鋼蓋板焊接完后，將2I30b工字鋼用浮吊吊放至鋼管樁樁頂，橫橋向放置。托梁放在樁頂?shù)闹行奈恢谜{(diào)整水平，檢查后與樁頂鋼蓋板焊接，工字鋼與鋼蓋板的接觸面滿焊，然后按設(shè)計要求用浮吊安裝縱向雙拼貝雷梁并聯(lián)結(jié)，貝雷架與橫向托梁之間采用槽鋼斜撐焊接連接。

3.3.5 平臺頂面處理

貝雷架縱梁拼裝安裝完成后，在頂面按照圖紙要求間距和位置用浮吊安裝橫向I30b工字鋼分配梁，工字鋼分配梁與貝雷架點焊連接，最后在其梁上鋪設(shè)δ=10 mm厚銅板或5 cm厚木板，四周加設(shè)安全欄桿。平臺迎航面設(shè)置航標，懸掛夜間紅燈示警等通航導向標志，并在迎航面再打設(shè)兩根Ф63 cm鋼管樁作為防撞墩，以策安全。

4 結(jié)束語

目前，廣珠城際軌道容桂水道特大橋主跨鉆孔樁，在采用此方法搭設(shè)的工作平臺上均已施工完畢，實際操作中平臺上放置了3~5臺鉆機，平臺比較穩(wěn)定，未見平臺變形及明顯晃動等。

該水中平臺還可把貝雷架換成雙拼工字鋼，但中間最好也加鋼管樁支撐，具體施工可以根據(jù)施工現(xiàn)場的既有材料組織，但不管采用何種材料，首先平臺還是要受力合理，頂面空間滿足施工要求。