宋金博，蔣根謀

(1.江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南昌 330013;2.華東交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院，南昌 330013)

1 工程概況

七浦塘大橋位于太倉(cāng)市港口開發(fā)區(qū)玖龍路上，跨越七浦塘，南接浮宅路，北連戚浦北路，與七浦塘河斜交45°角，橋梁正作。主橋?yàn)楠?dú)塔雙索面斜拉橋，跨徑70 m+70 m，全橋布置22對(duì)斜拉索，主梁索距5 m，主塔索距2 m，斜拉索兩根并置，南側(cè)索面間距1.6 m，北側(cè)索面間距0.8 m。橋面以上塔高44.2 m，地貌單元屬長(zhǎng)江三角洲沖積平原。七浦塘大橋橋址處常水位高程1.60 m。規(guī)劃最高通航水位1.84 m。

2 承臺(tái)施工方案

七浦塘大橋主墩采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，承臺(tái)為17.4 m×17.4 m矩形承臺(tái)，承臺(tái)平面尺寸較大。承臺(tái)底面在河床底面以下5 m處，埋深較厚。該處土層較為軟弱，承臺(tái)底面處于淤泥質(zhì)亞黏土層。本橋基礎(chǔ)為適應(yīng)上述地質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用雙壁鋼圍堰工法。該圍堰自身重量達(dá)2 000 kN，分塊最大重量120 kN，水上平臺(tái)加工難度大。七浦塘河面窄，河面深度變化較大，無法進(jìn)入大型水上起吊設(shè)備，整體吊裝、浮運(yùn)的方法無法實(shí)現(xiàn)。故本圍堰施工采用如下方案:委托大型船廠分塊制作圍堰塊件;大橋南岸設(shè)預(yù)拼裝平臺(tái)，圍堰各塊件在平臺(tái)上預(yù)拼裝，消除安裝誤差后拆解開，分塊運(yùn)至鉆孔平臺(tái)，在鉆孔平臺(tái)上拼裝節(jié)段;圍堰塊件采用汽車運(yùn)輸至便橋上鉆孔平臺(tái)處，汽車吊吊卸至預(yù)定位置;圍堰在鉆孔平臺(tái)上的位置采用固定吊點(diǎn)法，以避免下沉過程中的偏位;圍堰下沉采用射水法和填充混凝土壓重法。

3 雙壁圍堰設(shè)計(jì)

圍堰設(shè)計(jì)為圓形，可有效減緩水流沖擊，圍堰內(nèi)無需設(shè)置內(nèi)支撐。圍堰內(nèi)直徑25.6 m，壁厚1.0m，高度15.5 m。為保證圍堰度汛安全，頂面控制高程3.34m，高出最高通航水位1 m，承臺(tái)底高程 －7.5 m，刃腳底高程－12.16 m，封底混凝土厚度2.5 m。圍堰內(nèi)外面板均采用δ=6 mm Q235鋼板制作，雙層圍堰內(nèi)龍骨采用∠63×63×5角鋼，環(huán)向和豎向均采用∠75×75×5角鋼加肋。圍堰用鋼量192.2 t，C25水下混凝土2 000 m3。圍堰設(shè)計(jì)分為三節(jié)，頂節(jié)和中節(jié)均為 5 m高，底節(jié)高5.5 m。每節(jié)分為六塊。圍堰塊件間用M20高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)，螺栓按照間距25 cm布置;接縫用δ=20 mm，d=80 mm橡膠墊密封增加止水效果。

4 鋼圍堰施工

4.1 全橋施工順序

主橋整體施工順序安排是先下部后上部，即先搭設(shè)鉆孔樁施工平臺(tái)，鉆孔樁施工完成后即進(jìn)行圍堰施工，再依次進(jìn)行承臺(tái)、墩身的施工，然后搭設(shè)主梁支架，自中塊(0#塊)開始逐段對(duì)稱澆筑主梁，主塔與主梁并行施工，同步推進(jìn)。

4.2 鋼圍堰預(yù)拼裝平臺(tái)

圍堰預(yù)拼裝平臺(tái)設(shè)在南岸，平臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)為30 m×30 m。用厚20 m C25混凝土鋪設(shè)，即先整平并夯實(shí)地基，鋪設(shè)厚15 cm摻量8%的石灰土，整平碾壓石灰土后，鋪設(shè)混凝土?；炷翝仓r(shí)要進(jìn)行表面抹光處理，并保證平臺(tái)的平整度。

4.3 鉆孔平臺(tái)的調(diào)整

預(yù)先停放一臺(tái)25 t汽車吊在鉆孔平臺(tái)上。用全站儀測(cè)設(shè)承臺(tái)中心和縱、橫向中線，測(cè)設(shè)預(yù)定鋼圍堰平面位置，鋼圍堰在平臺(tái)上預(yù)定平面位置與下沉就位位置在同一鉛垂線上。按照分塊編號(hào)和各節(jié)塊在平臺(tái)上的預(yù)定位置在平臺(tái)上作標(biāo)記。拆除預(yù)定圍堰位置的相關(guān)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，調(diào)整平臺(tái)內(nèi)外側(cè)分配梁和面板，保證圍堰位置和下沉需要的寬度范圍(內(nèi)、外側(cè)均按照20～40 cm控制)，同時(shí)保證重新鋪設(shè)的平臺(tái)面板和分配梁穩(wěn)定。

4.4 固定吊點(diǎn)設(shè)置

鋼圍堰在平臺(tái)上的安裝組拼和下沉控制，均需要起吊、穩(wěn)固。該橋因河道狹窄、河床面變化較大，既不具備大型浮吊進(jìn)場(chǎng)的條件，又不具備陸上吊裝作業(yè)的條件。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件和圍堰分塊重量較小的特點(diǎn)，采用多個(gè)固定吊點(diǎn)穩(wěn)定圍堰，有效分解各吊點(diǎn)的吊重，每組吊點(diǎn)僅承受90 kN重量。每個(gè)圍堰塊件2組，對(duì)稱于圍堰塊件豎向中線設(shè)置，共設(shè)置12組，均勻?qū)ΨQ布置在圍堰內(nèi)側(cè)。吊點(diǎn)的設(shè)置與安裝在鉆孔平臺(tái)調(diào)整時(shí)進(jìn)行。

固定吊點(diǎn)設(shè)置在鉆孔樁鋼護(hù)筒或鉆孔平臺(tái)鋼管樁上，護(hù)筒或鋼管樁用直徑200 mm厚度10 mm的鋼管接高，高程按照護(hù)筒頂以上5 m同一控制。升降設(shè)備為20 t手拉葫蘆，每個(gè)吊點(diǎn)設(shè)手拉葫蘆兩個(gè)，用以完成吊耳更換。在每個(gè)圍堰塊件設(shè)置上下兩層吊耳，每層對(duì)稱設(shè)置4個(gè)，每組吊點(diǎn)在同一水平面上對(duì)應(yīng)鋼圍堰上兩個(gè)吊耳，每層高度根據(jù)施工時(shí)水位確定，須滿足圍堰塊件結(jié)構(gòu)吊裝穩(wěn)定性要求，同時(shí)應(yīng)保證在下層吊耳入水前將吊點(diǎn)更換至上層吊耳。鋼圍堰吊耳用20 mm鋼板割孔并焊接在圍堰塊件豎肋上。吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖1所示。按照單個(gè)吊點(diǎn)所需吊重的1.5倍重量，檢查吊點(diǎn)的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，并進(jìn)行加固處理。

圖1 固定吊點(diǎn)示意

4.5 鋼圍堰著床

全部塊件聯(lián)結(jié)完成后，檢查圍堰頂面各點(diǎn)高程和各塊件的豎直度，分別調(diào)整至符合要求，將剩余螺栓全部插入并擰緊，同時(shí)收緊固定吊點(diǎn)手拉葫蘆，提升鋼圍堰底節(jié)10 cm，抽出鋪墊在圍堰刃腳下的槽鋼，用導(dǎo)向裝置調(diào)整圍堰位置。

所有固定吊點(diǎn)同時(shí)緩慢勻速下降，使圍堰整體勻速同步下降。圍堰受浮力與自身重力平衡時(shí)，向圍堰分艙內(nèi)對(duì)稱灌水，使圍堰繼續(xù)下沉。待鋼圍堰底層吊耳離水面10 cm時(shí)，更換至圍堰上層吊耳，割除下層吊耳，減小圍堰下沉阻力。圍堰著床過程中，測(cè)量人員用全站儀和水平儀監(jiān)控圍堰的水平位置和豎直度，如出現(xiàn)偏移，立即停止下降，并用導(dǎo)向裝置和岸上預(yù)設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)調(diào)整，糾正完成后再繼續(xù)下降直至圍堰著床。在圍堰著床前，安排潛水員檢查圍堰底面是否平整，避免圍堰刃腳著床偏差過大。檢查高差大于30 cm時(shí)，采用沖水找平。

4.6 鋼圍堰填壁混凝土和沖水下沉

當(dāng)圍堰所受阻力與重力平衡時(shí)，繼續(xù)向圍堰內(nèi)灌水，直至圍堰豎向受力再次平衡。對(duì)稱進(jìn)行雙壁鋼圍堰內(nèi)水下灌注混凝土填壁施工。施工全過程監(jiān)測(cè)，若存在圍堰偏位可通過調(diào)整混凝土灌注進(jìn)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠胶庹{(diào)整，灌注距離上下節(jié)接縫0.5 m時(shí)設(shè)置φ12@1.0 m的接茬鋼筋，繼續(xù)灌注混凝土。圍堰滿灌時(shí)，共需C25水下混凝土2 000 m3。圍堰豎向受力再次平衡時(shí)，采用吸泥沖水設(shè)備進(jìn)行圍堰沖水下沉，直至沉至設(shè)計(jì)高程以上50 cm，減慢沖水速度，下沉至設(shè)計(jì)高程20 cm時(shí)，停止沖水，解除固定吊點(diǎn)，待圍堰穩(wěn)定3～5 d，根據(jù)圍堰穩(wěn)定情況，決定是否再次沖水下沉。圍堰內(nèi)水下混凝土灌注，采用兩套灌注設(shè)備，每組對(duì)稱分艙同時(shí)進(jìn)行，以保持平衡。

4.7 封底、抽水

吸泥、清基結(jié)束后，檢查清基平面和堰內(nèi)泥漿相對(duì)密度，達(dá)到規(guī)范要求后，灌注水下混凝土進(jìn)行封底。封底混凝土設(shè)計(jì)為C25水下混凝土，厚度為2.5 m，封底頂面為承臺(tái)底高程。為保證封底混凝土的強(qiáng)度和作用，封底混凝土實(shí)際灌注高程為承臺(tái)底以上30～50 cm，該部分在承臺(tái)施工前清理。設(shè)計(jì)封底混凝土澆筑數(shù)量為1 287 m3。為盡快形成強(qiáng)度，封底混凝土摻加早強(qiáng)劑。

圍堰封底混凝土水下灌注按照大面積水下混凝土灌注工藝施工。在鉆孔平臺(tái)上設(shè)置兩個(gè)集料倉(cāng)，導(dǎo)管混凝土水下擴(kuò)散半徑按照5.5～6.5 m考慮，共設(shè)置9組導(dǎo)管，集料倉(cāng)到導(dǎo)管口用溜槽輸送混凝土。導(dǎo)管、溜槽、集料倉(cāng)等布置如圖2。

單個(gè)導(dǎo)管的灌注參照樁基水下混凝土灌注。水下混凝土同期試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上后，用抽水機(jī)抽水。抽水速度不宜過快，防止圍堰因內(nèi)外壓力差變化過快而變形。

圖2 鋼圍堰封底混凝土導(dǎo)管布置

5 結(jié)語(yǔ)

七浦塘大橋采用雙壁圍堰施工保證了承臺(tái)施工的順利進(jìn)行，為后續(xù)墩身施工創(chuàng)造了有利條件。鋼圍堰支撐在成樁后的鋼護(hù)筒上，受力明確，安全性較高。工程實(shí)踐表明，該有底雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)考慮充分，施工方案合理可行，可為類似工程提供參考和借鑒。

［1］王貴春，皇甫昱.橋梁深水基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰施工技術(shù)分析［J］.鐵道建筑，2007(8):22-24.

［2］中華人民共和國(guó)交通部.JTJ041—2000 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］黃繩武.橋梁施工及組織管理［M］.北京，1999.