楊文才

（云南云橋建設(shè)股份有限公司，云南 昆明 650101）

1 工程概況及工程水文地質(zhì)條件

1.1 工程概況

云南昭通至待補(bǔ)高速公路為二(連浩特)河(口)國(guó)道主干線的組成部分，同時(shí)為云南公路網(wǎng)主骨架的重要組成部分，是云南昆明通往昭通地區(qū)，再進(jìn)入四川的經(jīng)濟(jì)干線。它的建成，對(duì)于云南昭通地區(qū)、貴州畢節(jié)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極為重要的意義。K356+525T形剛構(gòu)橋位于曲靖地區(qū)會(huì)澤縣，為跨越毛家村水庫(kù)岔溝而設(shè)。主橋全長(zhǎng)310m，跨徑組合82+146+82m，橋梁結(jié)構(gòu)為：水中群樁基礎(chǔ)、雙柱式箱形薄壁墩、變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁。由于該橋主墩位于水庫(kù)岔溝深水中，每個(gè)墩下設(shè)12棵樁徑2.0m的灌注樁，樁長(zhǎng)分別為50m和45m，水庫(kù)正常水位標(biāo)高2218.94m，施工水位標(biāo)高2202.0m，樁位地面線最低處標(biāo)高2180.1m,水深達(dá)22m左右。因此，K356+525橋深水樁基礎(chǔ)施工成為本合同段乃至全線的控制性工程之一。

1.2 工程水文地質(zhì)條件

本區(qū)位于珠江水系與金沙江水系分水嶺以北，為金沙江支流以禮河中游地區(qū)。沿線地形起伏平緩，地層單一，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，區(qū)內(nèi)地下水類(lèi)型主要有：松散孔隙水、基巖裂隙水。但本工程位于毛家村水庫(kù)內(nèi)，水比較深，地質(zhì)情況從上到下依次為：碎石土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化細(xì)砂巖，弱風(fēng)化粉砂巖、弱風(fēng)化泥巖及泥巖。

2 樁基礎(chǔ)施工

2.1 樁基工作平臺(tái)及鋼管樁施工

本工程采用水上平臺(tái)進(jìn)行樁基鉆孔施工。水上施工平臺(tái)是為鋼護(hù)筒埋設(shè)、鉆機(jī)鉆孔、灌注水下混凝土等施工需要而搭設(shè)。由于主墩位于水庫(kù)內(nèi)，跨越毛家村水庫(kù)岔溝，且水庫(kù)為會(huì)澤縣重點(diǎn)水源保護(hù)地，水環(huán)保要求嚴(yán)格，因此排除筑島和圍堰方法，采用固定平臺(tái)施工。平臺(tái)方案比選如下：

方案1：先用6個(gè)軍用標(biāo)準(zhǔn)舟節(jié)組拼成一個(gè)27.0×8.1米的浮動(dòng)施工平臺(tái)，用以安裝沖擊式鉆機(jī)，浮動(dòng)平臺(tái)的固定采用φ26鋼絲繩作錨繩，將浮動(dòng)平臺(tái)的四角及順橋方向錨固于兩頭岸上，鋼護(hù)筒采用80噸水上龍門(mén)吊安裝，水面以上鋼護(hù)筒利用縱橫型鋼連接成整體結(jié)構(gòu)，從而形成固定施工平臺(tái)。

方案2：1號(hào)墩修建鋼管樁水中固定平臺(tái)，先用普通油捅組拼成兩個(gè)簡(jiǎn)易浮箱，用以安裝小型鉆機(jī)，浮箱的固定采用φ20鋼絲繩作錨繩，將浮動(dòng)平臺(tái)的四角錨固于兩頭岸上，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，φ32.5和φ100鋼管間隔布置形成平臺(tái)支承樁,水面以上3米采用縱橫型鋼及剪刀撐連接成整體結(jié)構(gòu)，從而形成固定施工平臺(tái)，固定平臺(tái)與碼頭之間用棧橋連接；2號(hào)墩臨近水面，樁位在枯水期大部分裸露，適當(dāng)填筑即可形成施工平臺(tái)，因此采用填筑土石方法形成土筑平臺(tái)，按陸上鉆孔樁工藝施工，為保證岸邊填筑部分穩(wěn)定，沿填筑邊緣打設(shè)φ108鋼管進(jìn)行平臺(tái)加固。

由于方案1需調(diào)運(yùn)軍用標(biāo)準(zhǔn)浮箱，水上浮吊、龍門(mén)吊等大型設(shè)備，且需修建較大的岸邊碼頭，受兩岸地形制約，進(jìn)出場(chǎng)困難，且投入大、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。方案2選用廢舊油捅做浮箱，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，施工方便，設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)容易，施工準(zhǔn)備期短，具有靈活、方便的特點(diǎn)。

根據(jù)以上方案比選，最終決定采用2方案。

2.1.1 浮動(dòng)施工平臺(tái)

先用72個(gè)油桶拼組成兩個(gè)6.5×4.5米的浮動(dòng)施工平臺(tái)，每個(gè)浮平臺(tái)由36個(gè)油桶組成，用以安裝鋼管樁鉆孔鉆機(jī)，浮動(dòng)平臺(tái)的固定采用φ26鋼絲繩作錨繩，將每個(gè)浮動(dòng)施工平臺(tái)沿縱軸線方向錨固于兩端水庫(kù)岸上，每岸設(shè)錨繩2根；另外，每個(gè)浮平臺(tái)四角用鋼絲繩與庫(kù)岸左右側(cè)錨釘連接，用以浮動(dòng)平臺(tái)的橫向移動(dòng)與固定，浮平臺(tái)四角分別加設(shè)撐桿，用φ89鋼管支撐于水庫(kù)底基巖上，從而保證浮平臺(tái)平面位置。

2.1.2 固定施工平臺(tái)

第一排樁澆筑完畢后即可進(jìn)行剪刀撐連接和水平連接，平臺(tái)型鋼的連接與加固緊隨鋼管樁的澆筑而進(jìn)行，在鋼管樁澆筑完畢后固定平臺(tái)即可全部連接完畢，這樣，51根鋼管樁通過(guò)上下兩層平臺(tái)型鋼和剪刀支架的連接，構(gòu)成一個(gè)固定施工平臺(tái)，其上鋪厚木板形成鉆機(jī)平臺(tái)。最后在第二平臺(tái)周?chē)娩摻钭霭踩珯跅U，在平臺(tái)四角設(shè)置救生圈、消防設(shè)施等。

2.1.3 鋼管樁施工

鋼管砼樁共51根，按2.5米間距梅花型布置，采用φ100cm和φ32.5cm兩種鋼管組成，φ32.5cm鋼管每樁位設(shè)置，入巖深度5～8m，起穩(wěn)固作用，φ100cm鋼管間隔設(shè)置，套在φ32.5cm鋼管外側(cè)，用震動(dòng)錘沉至巖面，主要起加強(qiáng)作用。所有鋼管均灌注砼。

鋼管樁鉆孔采用兩臺(tái)鉆機(jī)（兩浮平臺(tái)上各一臺(tái)）同時(shí)進(jìn)行，先開(kāi)鉆第一排（靠近岸邊），每完成一個(gè)樁即可移動(dòng)浮平臺(tái)，確定下一樁位并固定浮平臺(tái)，進(jìn)行下一樁鉆孔、打樁、灌注砼，如此循環(huán)往復(fù)直至完成第一排樁。轉(zhuǎn)至下一排完成第二排樁和第三排樁，鋼管樁設(shè)計(jì)高出水面3米，高出水面部分用型鋼連接形成固定平臺(tái)。

施工時(shí)，在岸邊控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀確定鋼管樁的準(zhǔn)確位置，工作平臺(tái)要依靠有足夠強(qiáng)度和剛度的鋼管樁來(lái)承受豎向荷載，因此平臺(tái)以鋼管樁受力為主，鋼護(hù)筒受力為輔，并依靠鋼管樁間的多道縱橫向聯(lián)結(jié)來(lái)保證其橫向穩(wěn)定。

2.2 鋼護(hù)筒施工

當(dāng)平臺(tái)支承鋼管樁和平臺(tái)施工完畢后即開(kāi)始埋設(shè)鋼護(hù)筒。首先在平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量，定出樁基的縱橫向軸線，準(zhǔn)確定出導(dǎo)向架的四個(gè)角點(diǎn)的位置。先利用80KN振動(dòng)錘對(duì)準(zhǔn)鉆孔護(hù)筒待埋設(shè)的位置進(jìn)行沖孔，將塊徑較大的庫(kù)底碎石壓碎或擠走。逐個(gè)樁完成以上工作以后利用汽車(chē)吊安裝埋設(shè)壁厚δ=16mm的鋼護(hù)筒。護(hù)筒直徑240cm，筒節(jié)長(zhǎng)度2.5～3.5米，底節(jié)長(zhǎng)4米，護(hù)筒每節(jié)頂、底端內(nèi)側(cè)各焊一道水平加勁肋，肋板厚大于20mm，以保證護(hù)筒圓度。上部肋板與頂面齊平，下端肋板高于筒底30cm。鋼護(hù)筒應(yīng)堅(jiān)實(shí)不漏水,護(hù)筒入土深度不小于3米,施工時(shí)用壓重、振動(dòng)、捶擊并輔以筒內(nèi)除土等方法沉入。護(hù)筒頂端高于固定平臺(tái)0.5m。護(hù)筒在工廠分節(jié)加工，下沉前要進(jìn)行連接檢驗(yàn)，確保護(hù)筒周?chē)妥o(hù)筒底腳緊密、不透水。埋置護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒中心軸線應(yīng)對(duì)正測(cè)量標(biāo)定的樁位中心，為了保證樁位的準(zhǔn)確度，在固定平臺(tái)水面以上部分設(shè)置導(dǎo)向架，嚴(yán)格保持護(hù)筒處于豎直位置。

采用鋼護(hù)筒施工，一是可以固定樁位，引導(dǎo)鉆頭方向，隔離水灌入井孔，用護(hù)筒作為泥漿循環(huán)系統(tǒng)；二是作為水中部分樁體混凝土澆注的外模。因處于深水作業(yè)和護(hù)筒的特殊作用，護(hù)筒只能使用一次，不考慮回收。

2.3 鉆孔與清孔

2.3.1 鉆孔

鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量。由于鉆孔樁長(zhǎng)度達(dá)50米，樁經(jīng)2.0米,為大直徑樁基,施工中需要穿過(guò)碎石土、泥巖、砂巖及細(xì)砂巖等地層，一般回旋鉆機(jī)很難鉆進(jìn)，使用錐重5噸的十字型沖擊鉆機(jī)，鉆進(jìn)速度緩慢，最終選用錐重8噸的梅花型沖擊鉆機(jī)，每日鉆進(jìn)弱風(fēng)化細(xì)砂巖可達(dá)1米。

在施工中要注意不斷添加泥漿，鉆孔泥漿比重控制指標(biāo)為1.20～1.40,含砂率不超過(guò)4%,還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。成孔時(shí)不得擾動(dòng)樁底基巖，另外相鄰兩孔不得同時(shí)成孔和澆注，以免擾動(dòng)孔壁造成串孔和斷樁。鉆好的孔應(yīng)及時(shí)清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。

2.3.2 清孔

鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過(guò)程中密切觀測(cè)監(jiān)督外，在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，應(yīng)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理，避免隔時(shí)過(guò)長(zhǎng)以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。第一次清孔，采用掏渣法，通過(guò)反復(fù)掏渣及注入純泥漿，使泥漿相對(duì)密度減小到1.05～1.2。在鋼筋籠和導(dǎo)管安裝好，砼澆注之前，采用吸漿管（以導(dǎo)管作為吸泥泵）進(jìn)行第二次清孔，隨時(shí)進(jìn)行孔底沉渣厚度及泥漿各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量，使泥漿相對(duì)密度控制到1.03～1.1，達(dá)到砼灌注標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 鋼筋籠制作及吊裝

鋼筋籠應(yīng)分節(jié)制作。考慮到鋼筋籠的長(zhǎng)度較大，對(duì)其間隔2米分布的加勁箍和十字撐進(jìn)行加強(qiáng)，增強(qiáng)其徑向抗變形能力。主筋采用對(duì)焊機(jī)進(jìn)行閃光對(duì)焊。聲測(cè)管共三根按120°三等分鋼筋圓周焊接，接頭采用套管絲扣連接，以保證聲測(cè)管內(nèi)側(cè)平順，同時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施，保證聲測(cè)管在施工中不被堵塞。

鋼筋籠吊裝平移時(shí)，采用圓衫木貫穿于鋼筋籠上，以抵抗其變形。當(dāng)鋼筋籠提升仰角至80°左右時(shí)解除圓衫木，提升至鉛垂直接吊入孔中安裝。鋼筋籠節(jié)段間連接，一般采用10d搭接，搭接完成應(yīng)使主筋在線形和外觀上保持徑向同軸，外形同曲面平整順直鉛垂。

2.5 灌注樁水下混凝土施工

水下混凝土施工采用剛性導(dǎo)管法。導(dǎo)管直徑30cm，且要拼接良好，采用裝有墊圈的法蘭盤(pán)連接，水密、承壓、接頭抗拉試驗(yàn)合格，隔水栓采用混凝土球或充氣球水下混泥土的泵送要求：混凝土要和易性好，泌水率低，可泵性強(qiáng)，緩凝早強(qiáng)，品質(zhì)穩(wěn)定。水泥采用425礦渣水泥，混凝土標(biāo)號(hào)為C25。灌注首批水下封底混凝土十分關(guān)鍵，它直接影響灌注樁的成敗。為水下混凝土施工事故多發(fā)地段。因此要正確地計(jì)量導(dǎo)管底口離孔底的距離，儲(chǔ)備充足的混凝土，保證首批混凝土的導(dǎo)管埋置深度。導(dǎo)管埋深的有效控制和混凝土的連續(xù)性施工是保證水下混凝土施工的主要環(huán)節(jié)。導(dǎo)管拔拆要求：導(dǎo)管不能埋置過(guò)深，測(cè)孔要準(zhǔn)確要勤，拔管要及時(shí)，拆管要快要穩(wěn)，節(jié)段要清，計(jì)算要準(zhǔn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

深水樁基礎(chǔ)在云南很少見(jiàn)，且該橋主墩跨越水庫(kù)岔溝，既不臨海、也不靠江，水域與外界不相連通，水上設(shè)備無(wú)法進(jìn)出，具有一定的典型性。因此，該橋深水樁基的實(shí)施對(duì)今后同類(lèi)型工程具有一定的參考意義。

[1]王貴鵬，劉岳英.深水樁基施工工藝探討[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2008-10-20.