摘要：本文介紹了國道319線長涪高速公路龍溪河大橋1#墩特殊地質(zhì)條件下水下鉆孔樁施工，重點闡述了庫區(qū)大斜面基巖條件下鉆孔施工技術(shù)在本橋的應(yīng)用和一些成功的做法。

關(guān)鍵詞：鉆孔樁；施工平臺；水下鉆孔；施工

1 工程概況

龍溪河大橋位于國道319線重慶桃花街至高升段，橋跨型式布置為140m+240m+140m連續(xù)剛構(gòu)+4×40m簡支梁，主橋跨徑為240m變截面連續(xù)剛構(gòu)箱形梁。

主橋1#墩位處一山體斜坡上，設(shè)計采用高樁承臺基礎(chǔ)，共24根Φ2.2m鉆孔灌注樁按縱三橫八排列，樁長23～29m不等、承臺平面尺寸為30m×16.8m.。

2 工程、地質(zhì)、水文情況

1#墩位處于長壽湖下游下硐電站庫區(qū)，不通航。水位相對穩(wěn)定，通常維持在+215.0～+216.8m，最高水位超過+221m。

1#墩位處于一山體斜坡上。河床巖面高差大，坡度順橋向約20o～30o，橫橋向約15o。承臺范圍內(nèi)，河床巖面高差達11.8m，通常水深為7m～8m。墩位處的河床覆蓋極薄，為半米左右的淤泥，基巖主要為強、中風化砂巖，其中，中風化砂巖單軸抗壓強度達50Mpa?；鶐r裂縫發(fā)育，透水性能較好。

另外，有必要特別說明的是：在蓄水建庫之前，1#墩位處原是采石場，施工時墩位處還遺留有相當數(shù)量的條石堆及亂石堆。

3 樁基施工的幾個技術(shù)難點

（1）庫區(qū)施工，不通航；

（2）大斜面基巖上的水下施工；

（3）基巖面幾乎無覆蓋層；

（4）河床面高低不平，且高差較大；

（5）河床散布有條石堆及亂石堆。

4 水上施工設(shè)備的組建

水上起重設(shè)備是1#墩水上施工設(shè)備組建的重中之重，也是1#墩施工首先要面臨的問題。因為1#墩位處下硐水庫，庫區(qū)不通航，可作工程船的船只沒有。解決這個問題，龍溪河大橋采取組拼軍用浮箱成工程浮船辦法。即由陸地運輸工程浮箱到庫區(qū)岸邊，吊裝下水后再首尾、左右相扣連接組拼成工程浮船，35T吊機再上船定位錨固而成水上浮吊。

5 水上鉆孔施工平臺的搭設(shè)

（一）施工工藝

根據(jù)特殊的地質(zhì)情況，1#墩樁基施工方案首先圈定為搭設(shè)鉆孔施工平臺，再進行鉆孔樁施工。

設(shè)計建議采用拼裝萬能桿件支架直接支撐于河床上而成施工平臺，考慮到和河床面高低不平，又幾乎無覆蓋層，萬能桿件支架底部無法固定，因而不穩(wěn)固，顯然，此方案不能滿足施工要求?？梢?，問題的關(guān)鍵也就在怎樣保證平臺的穩(wěn)固。龍溪河橋1#墩采用“栽樁法”解決了這一難題，即先栽住6根Φ2.5m主樁基鋼護筒，再在其上搭設(shè)平臺而將平臺穩(wěn)固住。其具體施工步驟如下：

1、對樁位處進行水下爆破，用沖抓機清理碎碴，使樁位處基本成一臺階。

水下爆破工藝：先利用鉆探機采用套管法鉆Φ15cm鉆探孔作為爆破孔，再用防水布密封包扎炸藥和電雷管成條狀放入爆破孔，并將電雷管接長引出水面，再往孔內(nèi)填入一定量的細沙，最后通電引爆。

2.在水上起重吊船一側(cè)拼裝鋼護筒導向架，下插鋼護筒，并用振抜機震打，使鋼護筒落至基巖面。

3、在起重吊船上拼裝鉆架，用Φ1.6m鉆頭在鋼護筒內(nèi)鉆孔（定位樁樁底標高定為巖面以下4m）。

4、終孔、清孔。

5、安放Φ1.5m簡易鋼筋籠。

6、灌注C30水下混凝土，混凝土面標高為護筒底口以上3m。

7、護筒內(nèi)填滿砂，增強護筒剛度。

（二）定位樁有關(guān)參數(shù)的計算

1、單根樁承受荷載計算（定位樁主要承受豎向荷載，其他荷載可以忽略不計）

總荷載：N總=N1+N2+N3+N4=815t

其中，N1：平臺重量（含扁擔梁、平臺桁架、小型機具、腳手板、人群荷載等），約200t。

N2：鋼護筒、鋼筋及混凝土、細砂重量約500t。

N3：鉆架及鉆機重量（以同時上4臺鉆機計），約65t。

N4：鉆頭重量（計1.8的沖擊系數(shù)），N4=7×4×1.8=50.4t。

則平均每根定位樁承受豎向荷載：N=815÷6=136t，取140t。

2、樁底承載力計算

σ=N/A=140/π×0.82=69.6t/m2=6.96MPa<[σ]

考慮到鋼護筒可能沒下插到基巖面，為確保定位樁嵌入基巖，參照地質(zhì)勘察資料，取鉆孔深度為鋼護筒底口以下4m。

3、鋼護筒內(nèi)混凝土灌注高度計算

考慮到護筒可能未落到基巖面或護筒底口可能局部懸空，故不計護筒底口承載力，假設(shè)豎向荷載全部由鋼護筒與混凝土間的粘結(jié)力承受。

根據(jù)相關(guān)資料，鋼護筒與混凝土間的粘結(jié)力可采用10～15T/m2。偏于安全取低值，則每米鋼護筒與混凝土間的極限粘結(jié)力F=π×2.5×10=78.5t。

當粘結(jié)面高3m時，安全儲備系數(shù)為：78.5×3/140=1.68。

4、鋼護筒承壓強度檢算

鋼護筒垂直壓力N=140t，護筒外徑Φ2.52m，內(nèi)徑Φ2.50m，材質(zhì)A3鋼。

（1）中心承壓強度

σ=N/A=140×104/π×2×510×10=17.8MPa<<[σ]=130Mpa

（2）偏心受壓強度

取可能最大偏心距為0.4m。則：

σ=N/A+M/W=17.8+140+104+400/37111×103=32.9MPa<<[σ]

其中，W=π（D3-d3）/32=π×(25203-25003)/32=37111cm3

5、總體穩(wěn)定性檢算

σ=（N/Φ×A）+[βma×MX/γ×W1×(1-Φ×N/NEF)]

=(140*104/0.978*π*2510*10)+[1*56000*104/1.2*37111*103*(1-0.978*140*104/π*2*106*π*2510*10/1000*7.951)]

=18.15+12.85=31Mpa<<[σ]

其中，Φ:應(yīng)力折減系數(shù)βma：彎矩影響系數(shù)

MX：定位樁最大偏心彎矩γ:附加彎矩影響系數(shù)

W1：截面抵抗矩NEF：歐拉臨界力

（三）施工平臺搭設(shè)

先在6根定位裝上安裝扁擔梁，再在扁擔梁上眼橫橋向安裝兩組連續(xù)板梁，最后在板梁上安裝軍用桁架而成鉆孔施工平臺。

6 大斜面基巖上的水下鉆孔施工

考慮到1#墩基巖強度高，巖面傾斜大，選用沖擊鉆成孔工藝。

由于河床基巖面傾斜大，護筒用平臺導向，但護筒底口難以與基巖面接觸緊密，這樣一方面造成了成漿困難，另一方面導致開孔困難，鉆頭一打就歪，有時鉆頭甚至將護筒碰錯位。屢經(jīng)施工嘗試，初步掌握了一套克服措施，其方法就是開孔時不放泥漿，而直接用鉆頭沖擊巖面，不過沖程一定要小，小到鉆頭落地后不至碰到護筒即可，一般0.5m左右。經(jīng)過這樣反復沖孔，直到孔內(nèi)巖面基本平整。同時，由于擴孔、振動效果，護筒會下落跟進，直到底口與河床面基本密實，再可正常鉆進。當然，采用鉆定位樁孔那樣先進行水下爆破成一臺階后再鉆孔辦法也可行，但這很費事，費時。

7 結(jié)束語

通過龍溪河大橋1#墩樁基鉆孔施工實踐，證明用軍用浮箱組拼水上工程浮船是克服庫區(qū)施工的一種有效手段；栽樁錨固定位樁，再行搭設(shè)施工平臺方法是在大斜面巖層上進行樁基施工的一種有力措施：小沖程開孔是克服傾斜基巖上易偏孔的一種有效辦法。當然，也應(yīng)該看到，定位樁的栽樁時間長，小沖程開孔時間長都很大程度上制約了工期。如何進一步完善庫區(qū)大斜面基巖條件下的水下鉆孔樁施工工藝，加快施工進度，是我們今后繼續(xù)要認真研究的課題。