探討某大橋無覆蓋層河床樁基鉆孔平臺施工技術

鄧 松

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

鉆孔平臺是水中樁基施工的必要臨時設施，為水中樁基提供施工平臺[1]。鉆孔平臺施工與水下樁基布置形式、地質條件、施工環境條件等因素密切相關，如何科學高效地完成河床無覆蓋層條件下鉆孔平臺的搭設，確保樁基施工的安全性、穩定性，保證樁基施工質量，提高施工效率，降低施工成本，已成為現階段我國水下樁基施工亟須解決的問題[2-3]。

1 工程概況

某大橋主墩樁基起點樁號K10+496，終點樁號為K10+995。橋軸線與河道呈正交分布，水流方向和橋軸法線之間的傾角不超過5°，橋梁位置水勢良好，河床可靠。主橋樁基礎分左右幅，每個主墩一個系梁下設置兩根樁基，均為嵌巖樁。6#、7#、8#、9#墩位置設置D3.6 m樁基，樁長54.5~58.5 m。其中6#~8#墩河床基本無覆蓋層或覆蓋層較薄，采用水上平臺沖擊鉆成孔。

2 操作流程

引孔樁鉆孔平臺施工工藝流程見圖1。

圖1 引孔樁鉆孔平臺施工工藝流程圖

2.1 鉆孔平臺施工

2.1.1 鉆孔平臺的布置

鉆孔平臺高程按照±70.3 m左右控制，施工平臺尺寸為29 m×15 m，總面積為435 m2，平臺上每個墩布置1臺西德鉆機、2臺武橋鉆機、1臺中銳鉆機施工，單臺鉆機施工重量最大775 kN[4]。

（1）鉆孔平臺采用兩排Φ630×8 mm鋼管樁，和兩排臨時支撐Φ630×8 mm的鋼管樁，用栽樁法進行施工。

（2）鋼管樁露出水面位置設置[25b槽鋼水平連接，每個鋼管樁需連接，形成整體框架，增加鋼管樁的穩定性。

（3）上嵌入式設置2I56工字鋼樁頂橫梁，橫梁上布設有3片1組總計為8組貝雷梁作為主縱梁，貝雷梁上鋪設鉆機范圍內3I36的承重橫梁兩根，兩邊布設I36工字鋼，間距為@75 cm分配橫梁，上鋪[14b槽鋼按@30 cm間距布設，面板采用厚度為8 mm防滑鋼板，并在平臺四周設置安全防護欄、防護網[5]。

（4）主墩6#、7#、8#墩鉆孔平臺平面及立面布置見圖2、圖3。

圖2 主墩6#、7#、8#墩鉆孔平臺平面布置圖

圖3 主墩6#、7#、8#鉆孔平臺立面布置圖

2.1.2 水上鉆機平臺搭設

在打樁船舶上橫向布置二組間距為2.2 m的雙工40b工字鋼，其平臺與船舶通過焊接連成整體，鉆機滾筒與工字鋼平臺及鉆機設槽連結固定。

2.1.3 測量放樣

按照鉆孔施工平臺布設圖及施工方案，對各鋼管樁具體坐標進行計算，結合現場坐標控制點，建立坐標平面控制網，并利用全站儀準確定位各樁實際位置，確保樁基施工質量。

2.1.4 埋設引孔樁護筒

鋼護筒長度12~15 m，直徑為Φ80~Φ100 cm。護筒頂部與打樁船鉆機平臺用騎馬圈連接，以防止護筒位移。

根據地勘資料及實地勘察結果，鋼護筒無法直接用震動錘打入河床中，采用沖擊鉆先沖入河床中50 cm后用振動錘打入河床埋設，嚴格控制鋼護筒位置和垂直度，確保軸線偏差不超過5 cm，垂直度偏差不超過1%[6]。

2.1.5 引孔樁鉆進、栽樁

鉆孔平臺鋼管樁基礎采用微型沖擊錘，沖擊成孔，沖孔深度為7 m，鉆至終孔時進行清孔，清孔后鉆渣運至指定的棄渣場，然后利用吊車下放安設鋼管樁。

鋼管樁引孔基礎終孔后，鋼管樁內灌粗粒徑卵石高出河床1.5 m，護筒內與鋼管樁外側灌砂至河床面。

2.1.6 管樁切割或接長至設計標高

按照各鋼管樁設計標高，利用鋼爬梯在距離鋼管樁設計標高下1.2 m位置處制作操作平臺。然后根據設計樁頂標高對鋼管樁實施切割或接長處理。主墩鋼管樁施工參數見表1。

表1 主墩鋼管樁施工參數表

為防止鋼管樁局部變形，鋼管樁原材料需割除變形位置進行對接滿焊，另工字鋼橫梁底向下50 cm范圍的鋼管樁進行焊接加固[7]。

2.1.7 鋼管樁間水平橫聯焊接安裝

鋼管樁間水平橫向連接構件規格為[25b，采用隨打隨連的方式進行鋼管樁間連接，每完成兩根鋼管樁應及時驗收，并及時實施樁間連接，防止單樁在船舶停靠施工作用下發生偏位。

用船舶運輸鋼管樁及型鋼、貝雷架等。順橋向鋼管樁中對中間距為6 m*9 m*6 m設置4排，最外兩排考慮橋梁需要設置臨時支撐，一側三排前期用作鉆機鉆孔施工平臺，另一側用作停靠浮吊船舶施工區域，逐孔架設。如圖4、圖5。

圖4 鋼管樁平面布置圖適用于（6#~8#墩）

圖5 鉆孔平臺引樁立面圖（6#~8#墩）

2.1.8 鋼管樁頂工字鋼安裝

嚴格按照設計高程進行截樁處理，確保切口平齊，鋼管樁頂部有變形的，一律割除平整后，方可根據設計位置在其頂部定位安裝規格為2I56b工字鋼主梁，鋼管樁與主梁工字鋼連接處采用焊接方式連接，槽口部位設置厚度不小于10 mm的鋼板與工字鋼主梁側邊抵焊，保證焊縫高度不得低于6 mm[8]。

對工字鋼實施精準定位后，方可將貝雷架焊接在工字鋼上，確保工字鋼橫梁處于鋼管樁中心位置，使鋼管樁處于軸心受壓狀態，并通過全站儀對貝雷架及其上部分配梁布設位置實施精準定位[9]。

2.1.9 貝雷梁、分配梁及面板鋪設

按圖紙要求，在鋼管樁頂開槽安裝2I56工字鋼橫梁后，上部貝雷架在岸上拼裝場地按跨徑拼裝成片組，船舶運輸至墩位后，利用船上吊車在現場組拼。

提前安置鋼護筒橫向兩側3I36承重梁，承受鉆機，鋼筋籠施工時重量，在兩邊均布設I36工字鋼分配梁，分配梁間距按貝雷架受力節點位置安放固定，約為70 cm。鋪完分配梁，鋪設δ8 mm花紋鋼板作為鉆孔平臺面板[10]。

3 質量控制

樁基鉆孔平臺質量控制指標見表2。

表2 樁基鉆孔平臺質量控制指標

4 結論

采用沖擊鉆成孔植入鋼管樁的施工工藝解決了河床無覆蓋層的鉆孔平臺搭設的施工難題，保證了鉆孔平臺的安全性及穩定性，防止安全事故發生，提高施工效率，節約施工時間，有效降低施工成本。為后續同類鉆孔平臺的施工提供了寶貴經驗，具有重要的指導與借鑒意義。