【摘 要】本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了復(fù)雜水文地質(zhì)條件下橋梁基礎(chǔ)施工的成功做法，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì)；橋梁；質(zhì)量控制

1 大橋的主墩基礎(chǔ)施工

1. 1 工程概況

該橋采用2-24m+3-32m簡支箱梁＋（60+5x100+60）m連續(xù)梁＋32-32m簡支箱梁，其中0號(hào)～4號(hào)墩為北岸引橋墩，5號(hào)～12墩為連續(xù)梁主墩， 13號(hào)～42號(hào)墩為南岸引橋墩。橋墩、橋臺(tái)均采用樁基礎(chǔ)，其中0號(hào)臺(tái)、42號(hào)臺(tái)采用12-1.00m樁基；1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、36號(hào)橋墩采用9-1.00m樁基， 37號(hào)～41號(hào)橋墩采用8-1.00m樁基， 19～35號(hào)橋墩采用8-1.25m樁基， 18號(hào)橋墩采用10-1.25m樁基，4號(hào)、13號(hào)～17號(hào)橋墩采用9-1.50m樁基，5號(hào)、12號(hào)橋墩采用12-1.50m樁基，6號(hào)～11號(hào)橋墩采用14－2.0m樁基，本橋所有橋墩臺(tái)樁基礎(chǔ)均按柱樁設(shè)計(jì)，本橋樁基礎(chǔ)配筋除標(biāo)明者外采用構(gòu)造配筋。

因7#墩位于主河槽深水之中，該工程特點(diǎn)具有代表性，以下就介紹該墩基礎(chǔ)施工技術(shù)情況。

1.2 自然條件

1.2.1 地形地貌

本橋位為一寬闊順直的河谷地形，江河自東向西流經(jīng)橋位，常年水位時(shí)江面寬度約770m，兩岸河堤間距約為900m。本橋位北岸地形高陡，南岸地形低緩。北岸為沖刷岸，地貌單元屬構(gòu)造剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，地面標(biāo)高為29～79m；南岸為河流堆積區(qū)，地貌單元屬侵蝕堆積河谷平原區(qū)，其中引橋部位為江河Ⅰ級(jí)階地，階面較完整，地形較平坦，地面標(biāo)高為41～58m，現(xiàn)為耕作區(qū)及居民區(qū)。主橋部位的河床面北低南高，其南側(cè)為低漫灘，寬度約為50m，灘面向河床中心傾斜，地面標(biāo)高為29.00～38.00m；北側(cè)距離北岸河堤約200m為河床中心，谷底堆積物很薄，河床面標(biāo)高為21.00～29.00m。橋位范圍未發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)烈沖刷的沖溝，僅在南岸Ⅰ級(jí)階地上(DK1607+285m處)分布一條寬約2m的東西向小溪，屬常年流水，切割深度為1～2m，長度為3.5km左右。

1.2.2 氣候條件

橋址處屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候。氣候特征是：氣候溫和，降水充沛，雨熱同期，四季分明多年平均氣溫17.2℃，年積溫為5457℃，年均降水量1361.6毫米，年均降水量1358.6～1552.5毫米。多年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)1677小時(shí)．冬春多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，全年保持著溫和濕潤的氣候特點(diǎn)。

1.2.3 水文條件

根據(jù)水文站近十年該河段水文資料：最大斷面平均含沙量 為 1.23kg./s3；最大測(cè)點(diǎn)流速為2.86m/s；100年一遇洪水水位44.20m；50年一遇洪水水位43.52m；20年一遇洪水水位42.41m。

近十年的月平均水位見下頁：某特大橋水位趨勢(shì)圖。

通航資料：根據(jù)xx省航務(wù)管理局文件，該河為Ⅲ級(jí)（2）等航道，通航凈高為10m，側(cè)高為6m，凈寬為70m，上底寬55m。橋址處最高通航水位：H10％=41.67m。

1.2.4 地質(zhì)條件

河床部位表層為第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)，下伏基巖主要是泥盆系石英礫巖、灰?guī)r與頁巖以及白堊系泥質(zhì)砂巖與礫巖；北岸丘坡表層為第四系全新統(tǒng)坡積層粉質(zhì)黏土，下伏基巖為元古界板巖，山坡邊緣有基巖裸露；南岸Ⅰ級(jí)階地為第四系全新統(tǒng)(Q4al)沖積層，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)砂巖；Ⅱ級(jí)階地為第四系中更新統(tǒng)(Q2al)粉質(zhì)黏土與圓礫土，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)砂巖。

橋址區(qū)北岸地形起伏較大，未發(fā)現(xiàn)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，但6號(hào)墩、7號(hào)墩、8號(hào)墩不同程度的存在巖溶工程地質(zhì)問題。根據(jù)勘察結(jié)果，橋址區(qū)巖溶埋藏條件為覆蓋型，但地下洞穴系統(tǒng)未形成，巖溶中等發(fā)育。鉆探揭露巖溶主要分布于7號(hào)墩，分布范圍在標(biāo)高－12m～－19m之間，溶洞高度為0.5～0.6m，總?cè)芏绰蕿?.61％，總巖溶率為1.75％。此外在弱風(fēng)化礫巖與弱風(fēng)化頁巖巖體中未發(fā)現(xiàn)有巖溶分布。

1.3 施工方案的選擇

大橋建設(shè)合同工期為2006年5月至2008年10月，共計(jì)30個(gè)月。為滿足統(tǒng)一鋪架的要求，主橋線下及兩岸引橋下部主體結(jié)構(gòu)必須在2008年7月前完成，即主橋工期27個(gè)月。因前期征地拆遷等各種因素的影響，該橋?qū)嶋H于2006 年9月10日才被正式批準(zhǔn)開工。此工程鋪架工期必須保證，主墩基礎(chǔ)必須在2006～2007年之間的枯水期內(nèi)完成并能形成連續(xù)的作業(yè)條件。因此，方案應(yīng)充分考慮工期要求，既要安全可靠，又必須簡捷、快速方便。

設(shè)計(jì)單位在指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)中建議主墩基礎(chǔ)采用插打鋼板樁施工，此方案雖方便快捷，但河床覆蓋層淺，河水深，不利于鋼板樁插打支護(hù)及平臺(tái)的安全穩(wěn)定。通過比對(duì)研究，確定了采用雙臂鋼圍堰的方案施工。該方案采用整體拼裝，分段焊接大大的增強(qiáng)了可操作性和安全性，滿足了施工的要求。

1.4 方案的實(shí)施

1.4.1 總體施工方案

鋼圍堰在鋼結(jié)構(gòu)加工場（委外）分塊加工制造，然后經(jīng)水運(yùn)運(yùn)至主墩旁，由50t吊船逐塊吊起在墩位基礎(chǔ)處的鋼圍堰組拼平臺(tái)上組拼，電焊成型；再由吊掛結(jié)構(gòu)吊起圍堰脫離組拼平臺(tái)，拆除圍堰下沉相碰的平臺(tái)桿件，然后下放圍堰至自浮水面；往圍堰隔艙內(nèi)灌混凝土，使其刃腳落入河床覆蓋層，繼續(xù)灌混凝土并配合圍堰內(nèi)吸泥使圍堰下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

根據(jù)水文資料及工期安排，鋼圍堰施工主要在10月～12月，施工水位初步定為30m，圍堰頂比施工水位高1m，標(biāo)高為31m，圍堰底落入河床面以下約1.5m，標(biāo)高為20.5m。圍堰總高度為10.5m。鋼圍堰立面布置為：底節(jié)（第一節(jié)）7m高，為雙壁型，第二節(jié)3.5m高，為單壁。根據(jù)受力情況，圍堰內(nèi)設(shè)置支撐框梁，形成密閉的防水結(jié)構(gòu)。7號(hào)墩圍堰外形尺寸約為Φ22.8m ，8號(hào)墩圍堰外形尺寸約為Φ24.5m。

施工步驟：施工準(zhǔn)備（筑島修便道至6號(hào)墩、9號(hào)墩，建下河碼頭，鋼圍堰加工）→組拼導(dǎo)向船與導(dǎo)向架→定位導(dǎo)向船→插打定位鋼護(hù)筒（6根）→安裝定位鋼護(hù)筒之間的聯(lián)結(jié)系與施工平臺(tái)分配梁→將導(dǎo)向架下落到施工平臺(tái)分配梁上，退出導(dǎo)向船→延伸導(dǎo)向架→插打其他鋼護(hù)筒并連成整體→以導(dǎo)向架為施工平臺(tái)，安裝鉆機(jī)鉆孔→澆筑樁基水下混凝土→以施工平臺(tái)作為圍堰組拼平臺(tái)拼裝鋼圍堰→接高支撐鋼護(hù)筒→在支撐鋼護(hù)筒上安裝圍堰起吊支架及起吊系統(tǒng)→起吊圍堰，拆除與圍堰下沉相碰的組拼平臺(tái)構(gòu)件→下沉鋼圍堰→封底→抽水施工承臺(tái)。

1.4.2 鉆孔樁施工

（1）施工準(zhǔn)備工作：完成南岸筑島至9號(hào)墩、北岸筑島至6號(hào)墩、下河碼頭、便道等先期工作；

（2）組拼導(dǎo)向船與導(dǎo)向架：利用50噸吊船將導(dǎo)向船與導(dǎo)向架先組拼成整體；

（3）定位導(dǎo)向船：用拖輪將導(dǎo)向船、導(dǎo)向架整體托至設(shè)計(jì)位置，拋錨固定；

（4）插打定位鋼護(hù)筒：鋼護(hù)筒按設(shè)計(jì)圖在鋼結(jié)構(gòu)場加工制造，經(jīng)下河碼頭船運(yùn)至墩位，利用50t吊船配合中-250型振動(dòng)打樁機(jī)先插打6根鋼護(hù)筒作，并連接為整體作為定位鋼護(hù)筒；

（5）將導(dǎo)向架下落到施工平臺(tái)分配梁上，退出導(dǎo)向船，延伸導(dǎo)向架，插打其他鋼護(hù)筒并連成整體，以導(dǎo)向架平臺(tái)作為鉆孔施工平臺(tái)及圍堰組拼平臺(tái)；

（6）鉆孔、澆筑樁基水下混凝土：在施工平臺(tái)上安裝鉆機(jī)，用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔，用導(dǎo)管法澆注樁基水下混凝土。

為加快施工進(jìn)度，高峰期平臺(tái)上共布置了大扭矩旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)及普通沖擊鉆機(jī)共計(jì)達(dá)7 臺(tái)之多，于200６年８月２０日開鉆，至200６年９月３０日全部水封完畢，僅用時(shí)４０d 就完成了１４ 根長度42m ，入巖達(dá)22m 左右的Φ2. 5m 鉆孔樁，提前達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。全部樁基經(jīng)小應(yīng)變及超聲波兩種方法檢測(cè)均判定為Ⅰ類樁，優(yōu)良率達(dá)100 %。

1.4.3 承臺(tái)施工

（１）起吊圍堰，拆除與圍堰下沉相碰的組拼平臺(tái)構(gòu)件，利用樁基鋼護(hù)筒作定位導(dǎo)向，放松吊掛逐步下放圍堰，圍堰著河床后，通過在圍堰內(nèi)吸泥、加壓等辦法使圍堰到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高；

（２）封底：圍堰下沉到位，經(jīng)清基檢查合格后，進(jìn)行圍堰封底，封底采取垂直導(dǎo)管法灌注水下C20混凝土封底；

（３）鋼護(hù)筒割除、清淤：圍堰內(nèi)水抽干后，對(duì)漏水部位進(jìn)行堵漏處理，測(cè)量放出樁頂高程，放出鋼護(hù)筒的切割線，混凝土頂面以上割除鋼護(hù)筒；鋼護(hù)筒割除過程中，同時(shí)人工清除封底砼表面浮渣；高于設(shè)計(jì)頂標(biāo)高部分用風(fēng)鎬鑿除，低于設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高部分，用砼找平；鋼護(hù)筒割除完畢，樁頭高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的混凝土用風(fēng)鎬鑿除，樁頭處理好后，進(jìn)行樁基混凝土質(zhì)量檢測(cè)，合格后，安裝承臺(tái)鋼筋；

（４）鋼筋、混凝土工程：按常規(guī)及大體積混凝土施工方法施工。

水中墩承臺(tái)施工工藝框圖

1.4.4 施工工期安排及保證措施

7號(hào)主墩基礎(chǔ)及下部構(gòu)造施工從2006年8月1日起至2007年4月13日完成墩身施工結(jié)束，共計(jì)176天。

主要控制工期的工序?yàn)闃痘A(chǔ)鉆孔及鋼圍堰組拼下沉，為保證工期按時(shí)完成，制定如下措施：

（1）細(xì)化施工工序，制定重點(diǎn)工序的施工細(xì)則，對(duì)參與施工的所有人員進(jìn)行技術(shù)與安全交底，工作落實(shí)到人；

（2）加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的檢查，確保機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)良好，必要時(shí)可增加重點(diǎn)工序設(shè)備數(shù)量，如旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)等；

（3）加強(qiáng)與海事、航道等部門的協(xié)調(diào)工作，確保在不影響通航的情況下，水上施工不受外界干擾；

（4）保證足夠的材料儲(chǔ)備，不發(fā)生停工待料現(xiàn)象。

1.4.5 施工安全注意事項(xiàng)

（1）按照最不利荷載情況，對(duì)圍堰進(jìn)行設(shè)計(jì)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。

（2）對(duì)已沉鋼護(hù)筒和平臺(tái)，要做好防護(hù)措施，加強(qiáng)管理。

（3）大型施工設(shè)施如鋼圍堰、起吊鋼圍堰吊架須經(jīng)檢查合格辦理簽證后方可使用。

（4）鋼圍堰內(nèi)外側(cè)設(shè)置腳手架、梯子、腳手板、搭設(shè)應(yīng)牢固可靠。

（5）在圍堰四周上設(shè)置必要的臨時(shí)措施；使用信號(hào)燈、旗以明示，設(shè)若干浮標(biāo)，配置限航標(biāo)志設(shè)施，發(fā)布限航通告。

（6）大型構(gòu)件的起吊、拖運(yùn)、安裝施工前，要掌握當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)，選擇在風(fēng)浪較小的天氣狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)。

（7）加強(qiáng)個(gè)人勞動(dòng)保護(hù)工作，上甲板作業(yè)必須穿好救生衣，人行通道，施工平臺(tái)設(shè)置欄桿，外掛安全網(wǎng)。

（8）用電規(guī)范化，臨時(shí)線路均架空、穩(wěn)固，配電箱加蓋鎖蓋。

（9）配置足夠的水上救生設(shè)施和消防設(shè)施。

2 總結(jié)

該大橋因水文地質(zhì)條件復(fù)雜、施工難度及風(fēng)險(xiǎn)大， 工程工期緊，其基礎(chǔ)施工能夠在較困難的條件下提前達(dá)到預(yù)計(jì)目標(biāo)，為后續(xù)工程贏得寶貴的施工時(shí)間，完全得益于施工方案的成功。該方案針對(duì)實(shí)際工程條件，極好地把握住了施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以常規(guī)的設(shè)備及工程手段解決了一系列的施工難題。對(duì)于復(fù)雜條件下的水文地質(zhì)橋梁基礎(chǔ)施工，認(rèn)真細(xì)致準(zhǔn)確地掌握和分析資料，從資料中找出規(guī)律性和關(guān)鍵控制點(diǎn)， 合理地確定施工方案，有針對(duì)性地采取工程施工措施，既可有效地降低施工風(fēng)險(xiǎn)，又能增加工程效益。