淺談深水橋墩施工技術

許 堅

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西 咸陽 712000）

1 工程概況

NR13 道路1#橋梁位于柬埔寨國家NR13 道路PK24+300處，該橋長80 m，寬為12.9 m，主橋上部結構為20 m 的預應力空心板，下部結構分別為3 排7 根400 mm×400 mm 的混凝土方樁（長15 m），擴大承臺（12.8 m×3.4 m×1.1 m），柱式橋墩（直徑0.85 m，長9.8 m），頂部蓋梁（12.8 m×1.15 m×1.10 m）。橋梁兩端分別為居民和稻田地，側面有一座舊貝雷橋，作為施工期交通橋，施工完成后拆除。該橋所跨越的河流常年有水，流速為5 m/s，河床旱季水深為7.3 m，雨季水深為10.8 m，下部結構方樁、承臺、柱式橋墩均為水下作業，樁基要打入河床以下15 m，承臺位置標高為河床標高，該橋橋墩為典型的深水施工。

2 工程特點、難點

地質資料顯示橋墩基礎是由褐色、灰色和微紅色的淤泥、沙子、粘土和有機土壤組成的，底部淤泥較多，基礎開挖較深，開挖難度大。橋址位置河床較寬，流域面積較大，河道常年處于高水位，旱季水深約7.5 m，雨季水深約10.8 m。方樁、承臺處于深水位以下，施工組織及技術難度很大。

3 施工方案的選擇

根據該橋梁所在地的位置顯示，項目部先后初擬了三種施工方案進行對比。

3.1 方案一

采用填筑粘土圍堰一次性截流，在橋梁一端開挖導流明渠及架設施工便橋進行導流，見圖1。缺點：需要在橋梁的上下游分別修筑圍堰，形成施工基坑，基坑排水后進行橋墩施工，由于是水下填筑，加之粘土穩定性較差，圍堰體積較大，且存在防滲問題；同時由于現有河床寬約80 m 左右，修筑導流明渠占地面積較大，征地費用較高，征地難度大。

圖1 一次性施工導流平面圖

3.2 方案二

擬采用修筑鋼棧橋形成施工平臺，進行方樁施工，然后采用沉箱圍囹支護進行橋墩施工，見圖2。缺點：該國家屬于非常不發達國家，施工資源非常缺乏，能夠進行鋼棧橋和鋼板樁施工隊伍僅僅有2 家，且施工費用非常昂貴，按照樁基位置計算，鋼棧橋需要架設70 m 長，每延米約1000 美元，僅僅一項費用約7 萬美金，且棧橋水下加固難度較大，安全系數較小。由于水位較深，加之施工場地受限，沉箱作業難度較大，同時考慮到方樁在沉箱頂部施工，鋼樁沖樁長度較長，需要吊車配合進行完成，拔樁難度較大。

圖2 鋼棧橋施工平面圖

3.3 方案三

采用分期筑島圍堰方案，即沿河道一側進占填筑形成作業平臺，然后在作業平臺上進行方樁施工，方樁施工完成后，再采用鋼板樁圍囹獨立的樁基支護開挖，隨后進行擴大承臺、柱式橋墩和蓋梁施工，見圖3～圖5。缺點：由于當地石料運輸距離較遠，運費較高，所以擬采用粘土填筑，土方回填和拆除工程量較大，回填量約3.5 萬m3，每方約0.2 美元，約7000 美元，施工費用約3 萬美金。

圖3 分期筑島平面布置圖

圖4 縱剖面圖

圖5 橫剖面圖

3.4 方案比選

針對以上三種方案分析，對施工成本、施工難度和施工安全的綜合考慮，加之受當地材料和設備的限制，提出方案三容易實施，無論方樁施工還是橋墩施工，施工設備均在填筑的作業平臺上，安全可靠，且填筑料可以二次利用，故推薦采用方案三進行施工。

4 分期筑島圍堰技術

4.1 施工工藝流程

分期筑島圍堰填筑→排水、場地整平→樁基放樣、樁基施工→鋼板樁放樣→鋼板樁施工→基坑開挖→破樁頭→承臺混凝土澆筑→橋墩混凝土澆筑。

4.2 分期筑島圍堰填筑

考慮河道過流和旱季河水流速小等因素，采用旱季分期筑島圍堰填筑作業平臺，由于當地石料資源缺乏，加之考慮在方樁施工過程中不能碰到堅硬石塊，所以采用粘土填筑圍堰和施工平臺。上下游圍堰標高（考慮安全超高）-1.0 m。堰頂寬度為4.0 m，上下游迎水面自然邊坡為1∶3 考慮，背水面自然邊坡為1∶2 考慮。最大堰高8.5 m 左右。填筑采用就近開挖土石方左岸進占法圍堰填筑，土方開挖整平采用1.2 m3挖掘機，20 t自卸汽車運輸，推土機進占法平料，超出水面1.0 m 后采用14 t振動碾分層填筑分層壓實。

4.3 施工排水

采用4 吋3 臺潛水泵進行基坑排水，根據現場實際情況，3 天將基坑積水全部排完，晾曬2 天后，采用挖掘機進行場地平整，由于采用粘土回填，基坑內滲水量幾乎沒有。

4.4 方樁施工

1）打樁施工。采用邊退邊打，打樁過程中，樁架要保持垂直，及時用全站儀校正。打樁時，利用樁架自身起重設備吊樁，順直嵌固在樁架導柱中，微調對準樁位中心，緩緩放下插入土中，將錘和樁帽壓在樁上，做好開打前的標尺起始記錄，然后全面檢查一遍，準備就緒后開始打樁。打樁時應起錘輕壓或輕擊數錘，觀察樁身、樁架、樁錘是否垂直一致，然后轉入正常施打。在打樁過程中，要經常觀測樁身有無位移和傾斜現象，如發現問題及時糾正。接近設計標高時，對貫入度要進行仔細觀測，并控制錘擊力度，至達到設計標高為止。

2）接樁。當第一節樁下沉至樁頂離地面1.0 m 時，即吊上第二節樁，對準后，校正垂直度，用鐵鏟和鋼絲刷清除污垢，接縫塞實，然后用兩人對稱同時焊接，焊接時四角用低碳角鋼，四面用低碳鋼板連接，焊縫要連續飽滿。

3）沖樁。由于施工平臺高程大于樁基設計高程，所以需要增加一根樁進行送樁，我們采用D400 的鋼管填滿混凝土，與方樁采用樁帽連接，錘擊鋼樁使方樁到達設計標高，完成后采用打樁機將鋼樁拔出。

4.5 拉森鋼板樁施工

根據地質資料顯示，橋梁的基礎地質條件是由褐色、灰色、和微紅色的淤泥、沙子、粘土和有機土壤組成的。方樁施工完成后，采用9 m 長的鋼板樁進行獨立基礎防護后，再進行基礎開挖。

本項目采用橋梁基礎周邊放大1.0 m 進行鋼板樁支護，確保基礎邊緣留有支模、拆模的余地。鋼板樁在施打前，為了保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔，應在鎖扣處涂潤滑油，使鎖扣光滑減少摩擦，確保每塊鋼板樁緊密連接。

4.6 基礎開挖及鋼板樁支撐

鋼板樁施工完成后，開始進行基礎開挖，采用1.2 m3的挖機開挖2 m 深后，開始進行鋼板樁支護，采用40 a 的工字鋼進行支護，中間采用兩道工字鋼進行對撐，對撐支護端頭采用250 t 的液壓千斤頂進行加力支撐。待支撐施工完成后，再次進行基礎開挖，由于總的開挖深度為6 m，鋼板樁深度為9 m，底部預埋深3 m，所以僅僅支撐一道即滿足施工需求，加之地下沉積層較厚，所以滲水較小,采用2 個水泵強排即可。開挖完成后立即進行混凝土墊層澆筑，澆筑完成后開始破樁頭轉入混凝土施工工序

4.7 承臺和橋墩施工

破樁頭工作完成后開始進行承臺和橋墩施工，施工時，將拌和機直接布置在鋼板樁頂部平臺，采用溜槽直接入倉，振搗棒振搗密實即可。橋墩施工時，模板采用定型鋼模板人工安裝，基坑內橋墩混凝土施工采用溜槽加串通直接入倉。為了方便施工，地面以上部分橋墩待鋼板樁拔出回填后進行施工，采用吊車配合吊斗入倉即可。

4.8 拔鋼板樁

基坑內橋墩澆筑完成后，待齡期達到一定強度后開始拔鋼板樁，首先采用1.2 m3的挖機進行基坑回填，待回填到支撐位置后，拆除支撐，拆除完成后，再回填至鋼板樁頂部，完成后采用打樁機將鋼板樁單根有序的拔出，完成后對場地進行整平壓實。再開始施工地面以上橋墩混凝土施工。

5 結語

通過NR13 道路1#橋梁基礎施工的實踐證明，在流速較小的深水河床進行橋墩基礎施工時，采用粘土筑島建立施工平臺結合鋼板樁防護施工方法，避免了施工期間圍堰的滑動變形，確保了打樁機施工平臺穩定與安全，該施工工藝簡便，不需要大型施工設備，施工快速，可大幅縮短工期。鋼板樁作為基坑垂直支護結構，可減少基坑開挖土方量，減少基坑護坡面積，降低基坑支護費用，可多次重復循環利用，可達到節能降耗的目的。因此該技術可以在其他類似工程中借鑒。