穿洞河大桥水上浮动钻孔平台基础施工技术

　　摘要:穿洞河大桥的桥台、桥墩基础均采用钻孔桩基础。文中结合实际情况，介绍了水上浮动钻孔平台在桥梁基础施工中的施工方法。
　　关键词:桥墩基础；钻孔平台；定位；钻孔桩
　　1工程简介
　　我公司承建的穿洞河大桥位于广西天峨县境内,是广西龙滩库区公路的关键性工程。大桥为8×30m后张法预应力混凝土简支T梁+1×20m后张法预应力混凝土简支箱梁，除两个桥台在岸上外,其余8个桩号均位于水中，水深12～18m,大桥每个桩号两根2m钻孔灌注桩,嵌岩深度在20m以上,平均桩长35m。河床地质依次为淤泥、粘土、粗砂、卵石、砂岩等，地质情况复杂,有多处陡峭,给钻孔桩护筒埋置、稳定及定位精度带来困难,需有安全可靠、切实可行的护筒设计和沉入方式。
　　2选择施工平台方案
　　根据现场施工情况,水上施工平台常用的三种方法：第一种是施打钢管桩作为平台；第二种是采用水上浮箱作为钻机作业施工平台；第三种方案是采用贝雷片拼装固定平台。根据施工现场现有条件,决定选用第二种施工方案。采用浮动平台,重型机具固定在平台上,靠牵引移动平台至作业面,运输方式平稳安全。而且浮动平台施工简便且不占过多水面，施工准备工期短，经济。
　　3浮动平台的构成
　　浮动平台由5个小平台组拼而成(如图中A、B、C、D、E)。而每一个小平台由3个的浮箱组成。三个浮箱用10号槽钢剪力撑并排联成一体,平面尺寸为长9m,宽6.5m。将5个小平台用贝雷梁组拼构成一个大平台。
　　
　　图1水上平台示意图
　　4浮动平台施工技术和控制措施
　　4.1吊机就位
　　将浮动平台紧靠码头缆绳紧固,码头顶面高程尽可能和浮动平台顶面高程一致,以利吊机平稳开上平台。观察和测定吊机在最不利工作位置以最大吊重和最大工作半径作业时浮动平台的变化。此状态是钢管桩起吊和震打时的实际状态。确认安全后再移至深水区作业位置。吊机在平台上的任何移动必须按设计的路线平缓移动,停置或工作状态时,使用钢缆或专用夹具锁定在平台上,保证安全作业。
　　4.2浮动平台就位、定位
　　在两岸选择合适的地点埋设地锚。为浮动平台拖迤及抗风缆绳之用,采用两台3t慢速卷扬机,作为平台移动牵引力,缆绳于桥纵轴线的夹角为30°～60°。为方便施工,将浮动平台移至岸边较深水域,竖向拼接钢管桩。将第一节钢管桩(12m)先放入水中并临时固定在贝雷梁上,然后吊起第二节拼对焊接并保持轴线一致。将拼接好的钢管桩尽量沉入水中合适深度,临时固定,随浮动平台一同移动至工作面。到达桥墩桩位后,测量确定位置,桩位误差控制在±5cm范围以内,用缆绳调整并张紧,4条缆绳的张力要基本均衡。
　　4.3插打钢管桩
　　用倒链吊住拼接好的钢管桩,确定位置后沉入水底。检查校正钢管桩的垂直度,无误后用套管夹具固定管桩。为安全起见,一次将8根钢管桩全部沉入水底并临时与平台相联。钢管桩以对称左右两根同时定位后,松开套管夹具用震动锤击入水底1～2m,再次测量检查位置、校正再击入,进入卵石层至少3m。同时,要观测钢管桩的下沉速度,以该速度确定钢管桩的轴向承载力。
　　4.4浮动平台与钢管桩的联接固定
　　钢管桩与浮动平台采用抱箍联接。抱箍在制作时,需考虑在使用过程中紧固和松开方便可靠。每个抱箍与钢管桩的摩擦力大于35t(以备水位上涨后克服浮力),使用前应实地加载测试。用抱箍联接浮动平台和钢管桩时,要注意水位变化。要确保在冲击成孔过程中平台上的恒载由浮箱浮力承担,而钢管桩仅承担由水位的微小变化引起的恒载变化部分以及冲击锤在冲击成孔过程中引起的载荷变化部分,保持平台的稳定。
　　4.5钢护筒定位、下沉
　　因水深且有3～5m的卵石层,故护筒定位与插打时应注意以下几方面:
　　（1）钢护筒定位必须用导向架,保证垂直度误差不大于1%。导向架高5m,长宽各215m。选用10号槽钢制作。底部用两根16号工字钢与贝雷梁相联接,顶部4个角由4条风缆固定,顶部和底部各在4个方向设置导向轮使钢护筒在下沉过程中能够垂直顺利向下并保持位置准确。导向定位架固定后,在护筒下沉前和护筒下到水底后需再次精确测量并校正位置。震击下沉中,要随时检测平台及导向架上的控制点,保证准确就位。
　　（2）钢护筒必须进入库床下卵石覆盖层4m,以确保护筒直立稳定并防止护筒底部漏浆甚至塌孔。护筒下沿刃角部分必须予以特别加固,以防卷刃。钢护筒内径52.3m,护筒壁厚8mm,壁外加肋增加刚度。最长为25m,单根重约10t,在岸上分4节加工成型后吊上平台,在平台上按要求接长。
　　4.6钻孔作业
　　4个钢护筒全部就位后,将每个墩的两个钢护筒相互联接并用花兰螺杆与贝雷梁联接,保证钢护筒上口的稳定。钻机就位。钻机选用冲击钻,冲击钻由一台8t快速卷扬机及5t冲锤组成。清渣机具为泥浆泵,正循环方式。开钻前先向孔中加入5m3左右粘土。初始冲程不宜超过1.5m,孔深超过护筒底时方可逐渐提高冲程,最大冲程控制在5m左右。
　　当孔深达到设计标高时,经监理工程师检查同意方可终孔。同时,在现场制作钢筋笼,钢筋通过浮桥运输到平台上,长度根据桩长分为3～4节,每节长12m左右,利用吊机进行钢筋笼就位焊接。
　　4.7混凝土灌注
　　采用岸边建拌和站、泵送混凝土到达平台的施工方式。由于水中墩桩基单桩最大混凝土量约120m3左右,水下混凝土在加缓凝剂后初凝时间为6h,因此灌注混凝土必须在5h内完成。拌和站采用一台500型和一台700型强制式搅拌机,混凝土生产量40～45m3/h,使用HBT-60混凝土输送泵,泵送能力50m3/h。满足灌注要求。
　　4.8测量控制
　　浮动平台的钢管桩长度较大,施工中的动载可能会引起浮动平台平面位置的变化。因此,要随时对平台的位置和钻孔桩桩位进行观测。建立平台及桩位控制点测量控制、观测记录。
　　5结束语
　　实践证明,在本工程中采用水上浮动钻孔平台施工技术,不论从施工周期、经济性、安全施工等方面,都达到了预期的效果。施工过程中,不论在冲孔施工的动载下,还是水位涨落造成浮力变化情况下,浮动平台均保持了很好的稳定性和精度,确保了施工的顺利进行,进而提高了施工的质量和进度。