深水域無(wú)覆蓋層鋼護(hù)筒施工技術(shù)

張道彬，吳道沅

（中交二航局深圳分公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

西樵大橋連接南莊和山根公路，跨越順德水道，是控制整個(gè)工程工期的重要節(jié)點(diǎn)。主橋?yàn)楠?dú)塔平行雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑組合為120+125=245m，樁號(hào)范圍K1+328.207～K1+573.207。

主墩基礎(chǔ)采用20根φ2.0m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，梅花形布置。鉆孔樁采用C30水下砼灌注。各樁均要求樁底嵌入微風(fēng)化巖層2米以上，并滿足標(biāo)高及巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度雙控的原則。主墩樁基分布形式如下圖所示：

圖1 主墩樁基分布圖

（1）水文條件：該施工水域?yàn)轫樀滤溃樀滤捞幱谥榻侵蘧W(wǎng)河區(qū)的東南部，上承北江和西江洪水，下納南海海潮。每年汛期既受臺(tái)風(fēng)暴潮的直接侵襲，又受北江和西江洪水的直接威脅，洪、潮、澇的季節(jié)性變化極為明顯。該區(qū)域水深約16米，水位標(biāo)高約為+3.5米，早晚潮差1米左右，水流流速2.56米/秒，流速較高。

（2）地質(zhì)條件： 根據(jù)研究鉆孔所取得的地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)主橋樁基處河床無(wú)覆蓋層，河床表面為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，河床平均底標(biāo)高為-13m其中施工區(qū)域上游比下游高2m左右，整個(gè)區(qū)域呈明顯的下斜坡走向。

圖1 主墩樁基施工區(qū)域地質(zhì)橫斷面圖

2 鋼護(hù)筒施工技術(shù)介紹

鑒于沖擊鉆施工屬于常規(guī)施工，本文主要介紹解決施工中遇到的問(wèn)題及相關(guān)處理方法。

鉆孔平臺(tái)施工完畢后開(kāi)始施打護(hù)筒施，鋼護(hù)筒長(zhǎng)27.5m、直徑2.3m、壁厚14mm。由于水流流速較高2.56m/s，在施打鋼護(hù)筒期間鋼護(hù)筒受水流沖擊力的影響定位及垂直度控制較為困難。同時(shí)由于無(wú)覆蓋層導(dǎo)致樁基在鉆進(jìn)過(guò)程中有漏漿現(xiàn)象。

2.1 鋼護(hù)筒底口補(bǔ)強(qiáng)

本工程施工區(qū)域無(wú)覆蓋層，根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)資料，需要對(duì)鋼護(hù)筒底口進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鋼護(hù)筒底部直接焊接一圈厚度為14mm、長(zhǎng)度為40cm的加強(qiáng)套，保證鋼護(hù)筒在進(jìn)入砂巖層的時(shí)候不發(fā)生卷口、變形。同時(shí)，底口加強(qiáng)之后亦能有效防止卷口造成的漏漿。

2.2 鋼護(hù)筒對(duì)接

由于施工水域比較深，施工鋼護(hù)筒時(shí)必須進(jìn)行接長(zhǎng)處理。鋼護(hù)筒施打一定長(zhǎng)度后，根據(jù)需求在后部接長(zhǎng)，保證鋼護(hù)筒進(jìn)尺深度。在對(duì)接時(shí)，先對(duì)18mm厚鋼護(hù)筒進(jìn)行坡口處理，然后將對(duì)接部分與鋼護(hù)筒對(duì)位。對(duì)位時(shí)在原鋼護(hù)筒上制作擋塊，在對(duì)位好后進(jìn)行坡口焊，焊接好之后繼續(xù)進(jìn)行施工。

2.3 鋼護(hù)筒導(dǎo)向架定位

依托施工平臺(tái)安裝導(dǎo)向架，來(lái)保證鋼護(hù)筒的定位。導(dǎo)向架采用槽20a制作，分上下兩層，上下兩層間距3.5m。如下圖所示，上層固定在施工平臺(tái)上，下部固定鋼管樁上，施工示意圖如下：

圖2 鋼護(hù)筒定導(dǎo)向架位示意圖

導(dǎo)向架安裝完畢后經(jīng)測(cè)量符合滿足施工要求后施打鋼護(hù)筒，由于河床處無(wú)覆蓋層，上部為強(qiáng)風(fēng)化巖，鋼護(hù)筒打入強(qiáng)風(fēng)化巖2m至3m后，阻力較大，施打無(wú)進(jìn)尺，為防止鋼護(hù)筒出現(xiàn)卷口現(xiàn)象，停止施震。將鋼護(hù)筒焊接固定在導(dǎo)向架上，開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆孔進(jìn)尺超過(guò)護(hù)筒底5m至6m后，割除鋼護(hù)筒與導(dǎo)向架的焊接部分，二次施震，將鋼護(hù)筒跟進(jìn)至樁底，保證鋼護(hù)筒的導(dǎo)向性能和防護(hù)性能。

圖3 臨時(shí)固定鋼護(hù)筒

2.4 鋼護(hù)筒漏漿處理

鋼護(hù)筒二次跟進(jìn)后開(kāi)始樁基施工，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)5根樁基依然存在漏漿現(xiàn)象，其中3根較為嚴(yán)重，影響樁基正常鉆進(jìn)，2根輕微漏漿。

（1）輕微漏漿采用直接調(diào)高泥漿比重至2.0，小沖程鉆進(jìn)的方法，沖擊過(guò)程中在間隙處重新制造泥漿護(hù)壁，堵塞間隙。

（2）漏漿嚴(yán)重的樁基，由于泥漿稀釋有塌孔的風(fēng)險(xiǎn)存在，經(jīng)研究決定停止轉(zhuǎn)進(jìn)，在鋼護(hù)筒外圍澆注一層1m的混凝土，用于堵漏。

圖4 鋼護(hù)筒封堵示意圖

加工一個(gè)直徑4m的護(hù)筒，頂面齊平，底面與河床吻合，護(hù)筒要保證混凝土澆注1.0m，高度根據(jù)實(shí)際情況定，加工時(shí)護(hù)筒對(duì)稱切成兩塊，在平臺(tái)下漏漿的鋼護(hù)筒上定位焊接成整體下放，到位后下放導(dǎo)管澆注混凝土，3天強(qiáng)度后繼續(xù)樁基鉆進(jìn)。為防止外圍護(hù)筒在下放是發(fā)生偏斜，需在內(nèi)側(cè)等間距加裝3根頂撐。

樁基偏位都控制在規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)，具體偏位數(shù)據(jù)如下表所示;

Pm32樁基偏位情況復(fù)測(cè)表（單位：cm）

續(xù)表

3 結(jié)論

深水無(wú)覆蓋層樁基施工是本工程中的難點(diǎn)，根據(jù)樁基驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，所有樁基驗(yàn)收均符合國(guó)家規(guī)范要求：

（1）對(duì)于高流速、高水深的水域進(jìn)行鋼護(hù)筒施打時(shí)采用導(dǎo)向架定位的方式是可行的，能夠很好的保證平面位置及垂直度。

（2）對(duì)于無(wú)覆蓋層、下部巖層強(qiáng)度較高的位置，鋼護(hù)筒在振動(dòng)錘施震的過(guò)程中遇到阻力較大、無(wú)進(jìn)尺時(shí)不可強(qiáng)行施工，避免出現(xiàn)護(hù)筒卷口的現(xiàn)象，通過(guò)先鉆孔后跟進(jìn)的二次跟進(jìn)的辦法可以很好的解決此問(wèn)題。

（3）由于河床無(wú)覆蓋，很容易發(fā)生漏漿現(xiàn)象，當(dāng)漏漿影響到正常鉆進(jìn)時(shí)必須馬上停止鉆進(jìn)采取有效方法處理，避免發(fā)生塌孔。經(jīng)本工程驗(yàn)證采用外圍澆注混凝土堵漏的辦法可以有效解決該問(wèn)題，且成本較低，施工方便。