淺談高樁承臺施工

[摘要]：本文著重描述了高樁承臺在淺水施工中方案的選擇，針對南京江寧科學園建設大橋的施工情況，介紹了套箱在淺水基礎中高樁承臺的運用及注意事項。

[關鍵詞] 高樁；承臺；方案；套箱；吊箱；施工

[正文]：南京江寧區科學園建設大橋是跨越南京古老的秦淮河上的一座三跨系桿拱橋，是連接江寧科學園及江寧開發區的交通紐帶，對促進江寧經濟的發展、加大周邊基礎建設及招商引資舉足輕重。由于施工工期要求緊迫，如何在確保安全、質量的前提下，如果合理的選擇施工方案就顯得尤為重要。

一、工程概況

江寧科學園建設大橋為三跨下承式系桿拱橋，跨徑組合為52+84+52。主墩基礎由6根φ1.2米鉆孔灌注樁組成，樁長56米，設計為摩擦樁承載。承臺底標高為6.3米，高2.2米，平面尺寸為5.7×8.9米，河床標高在2.0-4米左右，建設時期水深在1-3米左右，屬于典型的高樁承臺。

二、地質及水文情況

秦淮河在4、5月的常水位在+6.3米左右，6月份在+7.0-8.0米左右，設計通航水位為9.5米。水位在7月份達到峰頂，最高水位可以達到11.5米。

根據鉆探資料顯示，在承臺處地質依次為淤泥質土厚1-2米，亞粘土層厚1.2-3.5米、亞粘土夾薄砂層層厚8.9-19米等等。

承臺處河床為+2.5-+5米不等，承臺底距離河床0.5-2米不等。

三、鉆孔樁施工

1#、2#水中墩均采用水上插打定位樁，安裝施工平臺法施工。定位樁采用每墩8根，在承臺平面外側對稱布置，樁徑φ0.6m。

水中固定平臺安裝之后，采用DZ-90型振動打樁機插打鋼護筒，1#、2#墩護筒內徑采用φ1.60m，壁厚10mm，護筒插打要確保平面位置正確并控制垂直度，使其進入土層一定穩定深度。

1#、2#墩鉆孔樁施工鉆機選擇GPS-15型回轉型反循環鉆機成孔。成孔后下鋼筋籠，灌注水下混凝土。具體施工要求及技術措施本文不再予以敘說。

四、承臺施工

4.1施工方案的選擇

在四月底建設大橋進入水中承臺施工，當時水位為6.3米左右，考慮水位的不確定性，首先考慮的為吊箱施工方案。

吊箱圍堰主要由底板、側板、內支撐桁架組成。其施工的具體步驟為：樁基施工完畢，拆除施工平臺，在護筒頂分塊拼裝吊箱圍堰，檢查驗收合格后，利用35t吊船整體吊放。

吊箱圍堰下放到位后，進行圍堰喇叭口堵漏和吊箱封底。喇叭口堵漏采取潛水工下水，用裝有干拌速凝砼的布袋圍堵。吊箱封底混凝土采用垂直導管法施工。吊箱堵漏、封底完成，抽去圍堰內的水，在吊箱喇叭口處焊接護筒與吊箱圍堰連接板，進行吊箱圍堰的受力體系轉換，切割多余鋼護筒，破除樁頭，進行樁基檢測。然后在圍堰內綁扎鋼筋、澆筑承臺混凝土。

但上述方案適用在深水基礎高樁承臺的施工中，而本橋承臺底距河床僅4米左右，部分承臺底甚至離河床不足50厘米高，用吊箱圍堰甚至要挖除承臺底淤泥層，此外吊箱圍堰施工周期長，吊箱底板又無法取出，浪費材料，故首先放棄了此種方案。

第二套方案考慮為草袋圍堰及回填土方案，但牽涉到航道清理及要面對后期高水位的影響，故此種方法也不適用。

第三套方案為插打鋼板樁圍堰，此方法施工最為便捷，但調研了周邊市場，并無鋼板樁可售可租用，故不得不放棄此方法。

針對上述情況，經過反復比較，最后決定采用套箱施工，而如何保證套箱的整體強度及剛度以及防止流砂現象就顯得尤為重要。

4.2套箱的操作

為保證成套施工時操作面的要求，套箱平面尺寸為10.4×7.2米，平均高為6米，此外河床表面高程極不規則，測量人員對河床進行了認真的量測。之作前將套箱底部刃腳設計為考慮河床表面標高，保證套箱入土后上口水平并受力明確。另底模支撐考慮在鋼護筒傷焊接牛腿并以此放置鋼結構平臺、鋪設膠合板底模。為了防止翻砂現象發生，考慮套箱內抽水不宜太高，僅需確保底模鋪設及底部操作面要求，前期僅需抽水2米左右，套箱所受水的凈水壓力僅為2噸/平方米，故采用單筆套箱即可滿足要求。套箱面板采用δ=6mm鋼板，內設橫向水平環，水平環采用14，50厘米一道，通長布置。上下水平環之間設豎向加筋肋，采用∠75×75×6角鋼，50厘米間距。按雙向面板計算，根據計算環、肋均能滿足設計要求。套箱內相對承臺外緣每邊留有75厘米的作業面，實際表明作業面留的還是偏小，1米為宜。為保證套箱在吊裝時受力均勻且不因吊裝而發生變形，在套箱的頂部設置橫向、縱向水平支撐，確保了結構安全。套箱的制作場地要求平整整潔，整體拼裝時搭設臨時支架，輔助施工。

4.3套箱吊裝

套箱整體拼裝好后，由專人對套箱各部件焊縫進行檢查，經驗收合格后方可投入使用。吊裝時在水平支撐上焊接吊點，在四個角設置攬風繩，起吊至承臺上方，緩緩下放，并進行精確定位。其平面沿軸線方向偏差不得大于10厘米。

4.4套箱下沉

套箱精確好位置后，即進行入土，由于整個套箱重量僅15噸左右，自重僅能克服部分摩擦力后便無法下沉。施工時在6個護筒上焊接10個吊點，利用10臺10噸倒鏈進行反拉。使套箱均勻下沉至河床，要求入土至少1.5米，但由于土質不均勻，套箱實際入土深度不能滿足要求。

后期采用DZ-90振動打樁錘，以加大套箱入土深度，實際表明此法雖能有效的加大套箱的入土深度，但對套箱本身的前度影響太大，直接造成了局部焊縫因疲勞而發生脆裂的現象，給施工帶來一定的負面影響。因此在用過振動錘后應派專人對焊縫進行檢查，并及時予以補焊。

4.5套箱抽水

由于河床較高，當滿足承臺底模桁架時水基本上已被抽干，而套箱的實際入土深度又極不均勻，水位差大、滲透路程又短，當動水壓力大于砂的浮容重時便會產生流砂現象。為此經過充分的理論驗算，為防止流砂現象，決定在套箱抽水之前進行填土，從而避免了流砂現象的發生。

五、底模的鋪設

承臺累計需澆筑111立方混凝土，底模需要承受近300噸荷載，設計時在6個護筒上焊接牛腿，在上設置縱向及橫向分配梁，根據計算確定分配梁的型號。上面再設置方木及面板，之后進行鋼筋綁扎、立側模澆筑砼。本文不做重點予以敘說。

六、套箱的拔除

在混凝土強度達到要求后，拆除側、底模后即著手安排套箱的取出。實際操作時在套箱頂部設置2道水平分配梁，在承臺上設置4臺千斤頂，均有頂升，在出土后利用浮吊將其吊離，投入到下一個承臺施工中。

七、套箱施工中的注意事項

該橋利用套箱取得了較好的社會及經濟效益，套箱的設計還是要根據結構本身的要求及橋涵水文情況定，本文僅針對該橋予以說明。在套箱施工中應注意以下幾點：

1、套箱制作前應詳細的探明河床地質情況及是否有廢舊鋼材，如有應及時打撈。

2、套箱設計時應充分考慮洪水位影響，根據實際情況斷定結構形式及是否需要設置內支撐或采用雙壁套箱。

3、套箱制作時應對水平環及焊縫進行認真的檢查，避免斷環現象。

4、套箱下沉時要保證頂面水平，均勻受力，同時對入土深度不滿足要求的應及時回填土，不可抱僥幸心理。

結束語：

在施工中關鍵還是根據現場地址、水文、施工條件進行比較分析，確定施工方案。本橋根據現場實際情況所確定的操作流程，平均每個承臺從套箱下放到完成混凝土澆注、頂升套箱僅僅花費7天時間，大大的縮短了工期，節約了材料。