海中樁基施工棧橋及鉆孔平臺施工技術

摘要：陳家貢跨海特大橋橋址處地理、地質位置特殊，采用搭設施工棧橋和鉆孔平臺的方法施工海域中的樁基礎，不僅加快了施工進度，而且還降低施工成本。

關鍵詞：海中 鉆孔灌注樁 施工棧橋和鉆孔平臺 施工技術

1 工程概況

陳家貢跨海特大橋位于山東省青島市膠南陳家貢灣，本工程為青島濱海公路南段一期工程第四合同段，本標段里程范圍為K25+310～K27+130，線路全長1.82公里。

本標段項目主要內容為K26+217陳家貢灣特大橋，全橋總長1811.5m，起點樁號為K25+313.5，終點樁號為K27+125.00，交角為900，上部結構為60孔30m預應力砼裝配式連續T梁，六孔一聯，全橋共十聯，結構連續；下部結構橋墩采用雙懸臂預應力蓋梁薄壁墩，樁基為嵌巖樁，數量為242根，直徑為1.6m。

2 水文地質

橋址展布于牛蹄山穹隆構造區域，橋位處上部覆蓋淤泥質亞粘土、淤泥質粘土，淤泥質亞粘土、淤泥質粘土呈流塑～軟塑狀態，土質軟弱，承載力低，此層約1.5～3.5m；下層為粉砂和粗砂透鏡體，稍密～中密，強度一般，下伏新元古代震旦期花崗巖，中細粒結構，片麻構造。

大橋位于膠南市，地處東亞季風較發達的黃海之濱，受季風和海洋的影響，四季變化十分明顯，屬南溫帶濕潤季風氣候類型，夏季空氣濕潤，雨量充沛，冬季氣候干燥，時長稍寒。

3 詳細施工方法

3.1 施工準備

3.1.1 浮吊拼裝

在修建的臨時施工碼頭上用50T履帶吊把浮箱逐個吊入水中，用浮箱專用連接件把每兩個浮箱連成一體，并最終把所有浮箱按設計連接拼裝成型，拉錨固定好浮體后用吊車把工字鋼分配鋼梁安裝到浮體上表面作為動臂吊機底盤部分，吊裝動臂吊機各組成部分就位，接電調試，試吊。

3.1.2 運輸船拼裝

用吊車把6個浮箱吊裝入水，并把每兩個浮箱連成一體，然后用兩組工字鋼梁把兩個浮體連接起來用作日常施工、水上運輸鋼板樁、鋼筋籠、鋼管樁、模板、鋼筋等工程物資。

3.2 浮橋施工

3.2.1 浮橋結構

擬從橋位中心線右側（留有墩臺、承臺施工空間）搭設便宜的浮橋，浮橋設計主要材料為完好的舊油筒和φ50鋼管（經計算單個油筒的浮力為200kg，利用φ50鋼管固定油筒分段拼裝浮橋，分段長度為6m），拼裝好的分段浮橋上面用φ50鋼管和十字扣件及轉向扣件固定連接成滿足工程需要的浮橋，橋長120m，寬2m，橋面鋪設1.5cm厚的壓縮板，兩側設1m高的φ40鋼管護欄。浮橋隨海水潮汐漲落，浮橋和墩臺作業平臺鋪設木板或梯子連通。該臨時便橋主要用于行人、混凝土泵管的鋪設及小型機具的運輸。浮橋結構詳見圖3.2.1。

圖3.2.1 施工棧橋結構示意圖

3.2.2 施工工藝流程

施工準備→陸地拼裝分段浮橋→連接加固分段浮橋→鋪設并固定橋面→護欄安裝。

3.3 詳細施工方法

3.3.1 施工準備

根據浮橋設計圖，選購無損壞的廢舊油筒、φ50鋼管、十字扣件及轉向扣件。購買的材料進場后，在橋址處陸地上進行防腐處理（防海水硫酸鹽腐蝕）。

3.3.2 浮橋拼裝

①分段浮橋長度取6m/節，每4個油筒橫向點焊成一體分別在兩側，中間放置3個橫向點焊的油筒。油筒的加固采用φ50鋼管框架式固定，分段浮橋整體加固采用φ50鋼管連接成一體（底部兩根鋼管，頂面五根鋼管）。②加工成型的分段浮橋可采用履帶吊吊放在海域內，人工劃運至施工安裝點（根據工程進度要求可隨時加長浮橋直至滿足工程所需要的長度）。③用6m長的φ50鋼管和十字扣件連接成滿足施工需要的浮橋（浮橋隨橋位曲線變化，變化處采用轉向扣件連接加固）。

3.3.3 橋面鋪設

采用1.5cm厚的壓縮板鋪裝橋面，壓縮板鉆眼后與浮橋鋼管框架用8#鐵絲加固。考慮到當地的氣候較冷且海域上風浪大，所以在壓縮板上沿浮橋橫向設置兩根3cm的木條，以起防滑作用，保證施工人員行走安全。

3.4 鉆孔平臺搭設

3.4.1 平臺結構

根據承臺及鉆孔樁尺寸和位置結構，結合鉆機的工作特點，平臺設計為呈正方形分布的8根長度為12m的φ377鋼管樁，管中心尺寸為5.6m×5.6m，管樁頂部焊接鋼板支座，支座上面焊接布置縱橫向的雙25#工字鋼墊梁，橫行2排，縱向4排；鋼護筒采用10mm鋼板卷制，外徑1.5m，長度10.5m；護欄采用φ40鋼管在周側焊接，高度設1m。鉆孔平臺具體布置詳見圖3.4.1。

圖3.4.1 鉆孔平臺結構示意圖

3.4.2 施工工藝流程

測量定位放樣——施打鋼管樁——焊接10mm厚的鋼板支座——安裝焊接工字鋼橫梁——安裝焊接工字鋼縱梁——鋪平臺木板并固定——焊接欄桿——焊接管樁連接系——布設護筒定位框架——打入鋼護筒——吊裝鉆機就位

3.4.3 具體施工方法

①測量放樣。根據鋼管定位樁布置圖，計算鋼管定位樁的坐標，采用兩臺全站儀從兩個互相垂直的方向架設在岸邊的測設網點，應用十字交會法，用φ40mm鋼管制作的十字，利用船在海中測設鋼管定位樁的位置和護筒的位置，位置確定后測量河床底標高，將測樁打入海中2m左右，在樁頂綁上紅布做好標志，每個承臺鋼管定位樁測設完畢后，采用φ40的鋼管在水面以上，用管件將測設的定位樁互相連接，起到防護作用。

根據鋼管定位樁打入河床底的深度，計算鋼管樁的摩阻力，是否滿足設計要求，決定鋼管定位樁的打入深度。利用樁頂標高到河床底的高度和打入河床的深度計算定位樁和護筒長度，為施工提供準確的依據。

②工作平臺的構件加工與制作。根據設計的鉆孔樁工作平臺施工圖紙制作和加工，由于該結構操作方便，宜在施工現場岸邊加工制作，定位鋼管購買成品，護筒采用10mm鋼板用卷扳機加工焊接而成，其它部件制作簡單。為此，根據工作平臺的幾何尺寸、形狀及其構架采用分節制作、分節拼裝安裝方法，制作期間，應采取相應的措施，使之各部件的誤差控制在公差范圍內，以便分節拼裝、接高能順利進行。

鋼管定位樁的長度要比設計的長度增加0.5m左右，以確保打入樁的質量。

鋼管定位樁和鋼護筒分兩節制作，焊接是鋼管定位樁和護筒的關鍵技術，焊接人員必須持證上崗，嚴格控制焊接質量。

部件加工制作成型后，必須進行嚴格檢查，對不能滿足要求的部件必須返工處理，直至檢查合格，將檢查合格的部件吊裝在運輸船上，運至施工的墩臺附近。

③鋼管定位樁插打。采用打樁船插打鋼管定位樁，先將打樁船停泊在鋼管定位樁位置附近，利用打樁機慢慢的將打樁機的定位框架移動在定位樁點上，利用兩臺全站儀采用十字交會法進行定位測設，是打樁機打樁錘的中心線、框架定位方向中心線、定位樁點成一直線，利用打樁機的提升裝置，將鋼管定位樁吊止打樁機定位框架內，慢慢下沉至河床底，再次對鋼管定位樁的位置進行精確測量，若不能滿足要求，將鋼管慢慢提升一點移動，調整打樁機定位框架，使鋼管中心線與定位架方向線與定位樁測定重合后，開始打樁時，打樁錘不要提的太高，采用輕打，以確保樁位，打入土層一定深度后，慢慢將錘提升到要求的高度打樁，測量人員用兩臺全站儀從兩個互相垂直的方向觀察樁的傾斜度是否符合施工規范的要求，做到隨時檢測，以確保樁心位置偏差在2cm以內，傾斜度不得大于1%。接長樁時，一定要精確對位后，先點焊將其連接，再次測量無誤后，進行分層焊接，焊縫表面要光滑，不得有氣泡、焊渣，焊縫高度8mm。

④平臺安裝。a對鋼管定位樁的樁頂標高進行測量，確定樁頂標高1.5m的位置，用氧氣將鋼管頂部切割在同一平面內，在鋼管頂部焊接500×500×10mm的鋼板支座，使鋼管位于支座的中心，采用焊接的方式將鋼管與支座焊接。

b先在鋼管樁頂支座上縱橋向安裝三排拼裝成型的加厚型拆裝梁，再在縱橋向拆裝梁上安放六排加厚型拆裝梁，底層拆裝梁與方形支座鋼板間電焊連接，并在每一連接處兩邊各用3根短鋼筋加焊三角撐，以增強其間連接。上、下兩層拆裝梁間焊接φ25短鋼筋連接，以防上拆裝梁在下拆裝梁表面發生滑移。并用角鋼縱橫焊接各拆裝梁形成整體，使工作平臺增加穩定性或整體剛度。

c低潮時，在鋼管定位樁頂部和距頂部3.0m位置的側面，用φ100mm的鋼管交叉焊接，使鋼管定位樁形成整體。

d在拆裝梁上鋪設10mm厚的鋼板，在鉆孔樁位處預留2.5×2.5的方孔，在鋼板上縱橋向焊接四排八根16#工字鋼，兩根組成一組，安裝在預留孔外側，以承載鉆機。

e工作平臺四周用φ40mm鋼管制作防護欄桿，高度1.0m。在鋼板外側邊緣上每200cm焊接一根高為100cm的鋼管，在高50cm和管頂焊接成整體。

f插打鋼護筒，鋼護筒就位后，將鋼護筒加固框架與工作平臺連接，形成穩定的鉆孔樁工作平臺。

3.4.4 鉆孔施工

在鉆機就位前在4根樁的鋼護筒內循環設置制漿池、貯漿池及沉淀池（鋼護筒間焊接排渣槽，以保證泥漿的供應質量，泥漿循環使用）；鉆機在鉆孔平臺就位后，鉆孔樁施工基本按陸地樁基施工的方法施工。

4 結束語

通過陳家貢灣特大橋樁基的施工，證明采用搭設施工棧橋和鉆孔平臺的方法施工海域中的樁基礎，不僅最大幅度的減少了施工時對海域的污染，滿足了業主要求和期望，而且還加快了施工進度，降低施工成本，減少外界環境對施工的干擾，為以后其他類似工程施工提供了有益的經驗。