過軍渡涪江特大橋32#水中墩基礎施工技術

【摘 要】 本文針對四川綿陽至遂寧高速公路遂寧段工程過軍渡涪江特大橋73+130+73米連續剛構主墩32#水中墩基礎施工，重點介紹主要施工方法，技術參數和體會。

【關鍵詞】 水中墩 基礎 施工技術

1 工程概況

過軍渡涪江特大橋位于四川省綿陽至遂寧高速公路遂寧境內，橋梁總長1015米，主跨為73+130+73米的預應力混凝土連續剛構。32#主墩位于涪江河流中部，承臺設計尺寸26m×12.8m×4m，基礎采用三排樁基礎，每幅橋主墩下各設8根樁，樁徑2m，樁身長度25.2m。

枯水期間，涪江水面標高保持在262.70m，主墩承臺底設計標高為259.00m，32#墩位置水深約為6m，承臺底高出河床面2.3m。

2 主要施工方案

32#墩基礎施工采用從31#墩側岸邊搭設長度為70m的鋼管棧橋作為機械設備通道，搭設鋼管鉆機平臺施工樁基，采用單壁無底鋼套箱作為支護進行承臺施工。

⑴水中鉆孔樁

水中鉆孔樁采用水中等搭設鉆機作業平臺，每根樁位打設一根φ2200×10mm的鋼護筒，沖擊鉆機鉆孔施工；樁身鋼筋籠在兩岸分兩節預制，用50t履帶吊機上平臺吊放入樁孔內，水下灌注樁身混凝土。

⑵32＃墩承臺

32＃墩承臺采用無底單壁鋼套箱圍水施工，鋼套箱在加工場分塊制作，汽車運到鉆機平臺上，用25t汽車吊機在平臺上拼裝成型，吊架提升整體吊放沉入水中坐落在河床上，灌注封底混凝土后抽干水施工承臺。

承臺鋼筋在岸邊鋼筋加工場內加工，用汽車運輸到鉆機平臺上，吊車吊放到工作面綁扎成型。混凝土采用設在岸邊的拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運至現場，通過混凝土輸送泵泵送或梭槽進行灌注。

3 樁基施工

3.1 棧橋和鉆孔平臺

3.1.1棧橋

棧橋第1跨采用吊車配合振動錘插打壁厚8mm的φ529mm鋼管樁，直至入土深度大于2m或支撐在巖石上；其中31#墩位置的第二排鋼管樁必須打入承臺下2m以上，以保證開挖承臺時棧橋安全。然后焊接縱橫向剪刀撐［18b槽鋼和安裝下橫梁I32c工字鋼，貝雷桁架事先在施工現場將每組整體拼裝成型，用吊車整體吊裝貝雷桁架，安裝限位角鋼固定，橫向剪刀撐采用支撐架螺栓連接，在桁架頂面用U型螺栓安裝上橫梁I20b工字鋼，上橫梁、縱梁I10工字鋼和橋面板之間采用間斷焊連接。最后施工橋面圍欄和護輪木。

施工完第1跨后，接著施工第2跨，循環下去，直至6 跨全部施工完成。

橋面板鋪設結束需進行車輛滿負荷試驗，試驗合格后便橋才可交付使用。

3.1.2鉆孔平臺

先對第1跨用吊車配合振動錘插打壁厚8mm的φ529mm鋼管樁，直至入土深度大于2m或支撐在巖石上；然后焊接縱橫向剪刀撐［18b槽鋼和安裝橫梁2I45a工字鋼；安裝縱梁I28b工字鋼和橋面板，縱梁I28b工字鋼和橋面板之間采用間斷焊連接。最后施工橋面圍欄和護輪木。

施工完第1跨后，接著施工第2跨，循環下去，直至平臺全部施工完成。

橋面板鋪設結束需進行車輛滿負荷試驗，試驗合格后平臺才可交付使用（如圖1）。

3.2 樁基礎施工

⑴施工準備

搭設鉆機平臺，樁基采用沖擊鉆機成孔，在墩周圍適當位置設置泥漿沉淀箱，采用導管法連續灌注水下砼。

⑵護筒埋設

護筒鋼板厚10mm，用卷板機制作加工。在搭設鉆機平臺時一起打入鋼護筒到河床基巖上內，直到不能下沉為止。其埋設位置準確、豎直，傾斜度不大于1%；護筒頂高出鉆機平臺頂0.3m；四周增加限位固定型鋼，使其不發生平面位移。鉆進過程中經常檢查護筒是否發生偏移和下沉，并及時處理。

⑶鉆孔

鉆機就位前，應對鉆孔前的各項準備工作進行檢查，包括主要機具設備的檢查和維修。鉆孔順序根據地質情況而定，必須錯位鉆孔，先鉆邊孔，后鉆中孔，鉆進過程中應注意土層變化，判斷土層，記入鉆孔記錄表并與地質柱狀圖核對。操作人員填寫鉆孔施工記錄，交接班時應詳細交待本班鉆進情況及下一班需要注意的事項。

在鉆進過程中，鉆孔作業必須連續進行，不得中斷，因故必須停鉆時，必須將鉆頭提起，距離孔底4m以上，防止埋鉆。護筒內必須保持一定水頭高度。隨時做好鉆孔記錄及取樣記錄，并保留樣品，經常檢查泥漿質量。

⑷終孔、清孔

樁孔鉆至設計標高后，對成孔的孔徑、孔深和傾斜度等進行檢查，采用檢孔器檢查孔徑，檢孔器直徑比樁徑小2cm，長度6米的鋼筋檢孔器吊入鉆孔內檢測。滿足設計要求后約請監理工程師進行終孔檢驗，并填寫終孔檢驗記錄。

（5）鋼筋籠和聲測管

鉆孔作業結束后，對孔位、孔徑、孔深進行檢查，合格后，即吊放鋼筋籠。小于20m的鋼筋籠事先在鋼筋平臺上焊好，整體吊裝入孔；大于20m的鋼筋籠采用分段吊裝，孔口焊接。根據設計需要埋設檢測管，鋼筋籠入孔后，按設計標高及時固定鋼筋籠頂，以確保砼灌筑過程中，鋼筋籠不上浮或下沉。

布置4根φ57×3檢測管，成正方形布置，鋼管固定在鋼筋籠上，檢測管采用鋼板封端，連接處采用焊接。

（6）灌注水下砼

采用沖孔換漿的方法進行清碴，沉碴厚度不得大于5cm。清孔后的沉碴要滿足設計要求，經監理工程師簽認后灌注水下砼。用導管法灌注水下砼，導管直徑φ300mm。導管在地面上拼接好，作水密試驗后方能使用。水下砼連續灌注。導管在砼中埋深控制在2～6m。樁身砼灌注至設計樁頂標高以上0.5～1.0m時停止灌注，緩慢抽出導管。

4 承臺施工

4.1 鋼套箱

單壁無底鋼套箱結構尺寸為26.2m（長）×13.0m（寬）×7.5m（高），鋼套箱設計為1節，節高7.5m，標準節寬度3m，轉角處設計為圓弧模板。鋼套箱采用δ=4mm鋼板作面板，外橫肋板采用6×70mm扁鋼，和豎向大肋采用[28a槽鋼和Ⅰ28、Ⅰ30工字鋼，為防止吊運變形背肋采用[18a槽鋼布置3根，鋼套箱內部采用I32a工字鋼作為圍囹，在套箱長邊中部設置I32a工字鋼過荷支撐，并焊接加強斜撐。在每塊模板豎向大肋兩邊鉆Φ20螺栓孔，孔距20cm。在板與板接縫之間設置橡膠止水帶（如圖2）。

4.1.1 鋼套箱拼裝

①套箱拼裝平臺橫梁采用I20a工字鋼，焊接在鋼管樁和鋼護筒上，然后在橫梁上鋪裝[40槽鋼縱梁，作為套箱拼裝平臺，平臺標高為263.30m。

②鉆孔樁施工完畢后，采用焊接方式將φ220鋼護筒接長，高出鉆孔樁平臺3米，作為拼裝及下放套箱的主要受力體。在鋼護筒上安裝12副10噸、8副20t鏈條葫蘆及套箱下放吊耳。套箱吊耳設置在套箱頂以下2.5m內壁上，吊耳焊接時套箱壁板內側加焊10mm厚貼板，外壁位于豎肋上。在鋼護筒靠近套箱側焊2層型鋼套箱定位架，防止下放時套箱偏位。

③吊車將鋼套箱模板吊裝至平臺上，人工輔助配合套箱就位，每節接縫處安裝橡膠止水帶，最后進行螺栓連接。拼裝前，必須依據設計圖紙在平臺上畫出拼裝線，將直板和轉角模板的位置準確標識在[40槽鋼上，核查無誤后進行模板的拼裝，以免拼裝誤差累積，造成合攏困難。側板之間橡膠止水帶必須嚴格安裝，仔細檢查，確保后續施工中不滲水和漏水。

4.1.2 鋼套箱吊放就位

套箱側板拼裝好后，仔細檢查拼接縫密封止水情況、套箱整體尺寸以及大面順直度和豎直度，滿足要求后方可下放。下放前利用鋼護筒上鏈條葫蘆及吊耳承受套箱重量提離拼裝平臺，將拼裝平臺的橫梁I20a工字鋼和槽鋼拆除，然后采用人工緩慢勻速下放套箱。下放時，設專人指揮，確保所有鏈條葫蘆同時下放受力均勻，通過定位架控制套箱位置。下放到位前，潛水員對套箱位置河床基底進行檢查清理，墊平，保證套箱底部盡量平整。下放過程中，用全站儀、水準儀檢查套箱四角高差和軸線偏位情況，出現偏差時采用鏈條葫蘆反復調整、糾偏，直至滿足要求。套箱下放到位后，對其水平位置和豎直度再次進行檢查，合格后立即焊接定位型鋼和內撐，將其位置固定。

4.1.3無底鋼套箱內封底混凝土施工

鋼套箱下到位后。潛水員在套箱外側采用堆碼沙袋進行封堵，然后在套箱頂平臺上布置10根Φ250導管灌注C30封底混凝土，厚度1.5m。封底混凝土采用從四周向中央的順序進行施工澆注，直到澆注厚度達到設計要求，上表面平整后，停止澆注。當封底混凝土強度達到設計強度90％以上時，采用抽水機排出套箱圍堰中水，如發現有少量滲水，采用堵漏王進行封堵，清理箱底淤泥等清理，鑿除樁頭，檢測合格后進行承臺施工。

4.2 大體積承臺施工

4.2.1 承臺鋼筋施工

鋼筋采用加工場加工，運至工地現場綁扎。

4.2.2 承臺混凝土施工

32#主墩承臺混凝土數量為1331.2m3，為大體積混凝土，一次性澆筑成型，采用1臺混凝土輸送泵泵送和梭槽入模，并按設計圖要求設置四層循環散熱冷卻水管降低混凝土水化熱，層間距1.0m，以避免混凝土產生溫度裂縫。

①待封底混凝土達到設計強度后，割除多余樁基鋼護筒，鑿除樁頂浮漿和砼至設計標高位置，然后進行樁基檢測，合格后，將加工場內加工好的承臺鋼筋運至現場進行綁扎，并按照設計圖紙固定好墩柱埋入承臺的主筋。

②承臺混凝土配合比及品質要求：混凝土供應速度不小于60m3/h。應嚴格控制其水灰比，坍落度控制在10～14cm之間，初凝時間控制在6～8h內，和易性必須達到施工工藝要求。

③承臺混凝土施工工藝

由于承臺面積大，因此在承臺頂面設置了鋼桁架施工平臺，在施工平臺上設置集料斗，采用1臺混凝土輸送泵泵送和梭槽入模。人工插入式搗固，自該層混凝土澆筑開始向埋入的冷卻管開放冷水進行循環冷卻，連續通水7天，每個出水口流量10～20升/分。

④承臺為大體積混凝土，一次性澆筑成型，施工時除采取設冷卻管擴散水化熱的措施外，在砼配合比的設計中采用低熱礦渣水泥，同時摻入適量的粉煤灰、減水劑并加強養護，以免混凝土在凝固過程溫度過高而產生裂紋。

5 結束語

5.1 套箱在下放過程中遇到了由于河床清理不徹底，無法到位的情況，后采用潛水工和沖擊等方式才到位，以后施工現場管理人員應加強檢查。確認清理到位后才能下放。

5.2 采用貝雷梁棧橋可以加大橋的設計荷載，可以保證大量的重型機械上橋，加快施工進度。