富榮輝，劉 昱

（中國水利水電第十三工程局有限公司，山東 德州 253009）

1 工程概況

桃江特大橋主橋?yàn)?5 m+136 m+75 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋，主梁采用單箱雙室斷面，主墩采用單箱雙室薄壁墩。主墩承臺(tái)為整體式承臺(tái)，每個(gè)主墩基礎(chǔ)都采用12根φ250 cm的鉆孔灌注樁。水中樁的設(shè)計(jì)深度，23號(hào)主墩為－84 m，24號(hào)主墩為－87 m。兩主墩處地質(zhì)情況大致如下：－19.50 m以上為桃江水道，－19.50～－26.35 m為細(xì)砂層，－26.35～－37.65 m 為圓礫層，－37.65 m 以下依次為強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)角礫巖、弱風(fēng)化凝灰質(zhì)角礫巖和微風(fēng)化凝灰質(zhì)角礫巖。其中弱風(fēng)化和微風(fēng)化凝灰質(zhì)角礫巖之間又交替夾有強(qiáng)、弱、微風(fēng)化夾層。主墩均位于桃江主航道（國家Ⅲ級(jí) 航道）中。施工區(qū)域江面寬約530 m，墩位處水深約26 m，每日潮水兩漲兩落。該區(qū)施工受臺(tái)風(fēng)、雨季、洪水的影響較明顯，最高洪水位可達(dá)9 m以上。

2 施工難點(diǎn)及對(duì)策

2.1 鋼護(hù)筒的制作和下沉

桃江大橋主墩處水較深，而且過往船只較多，對(duì)樁基礎(chǔ)施工影響較大，此要求鋼護(hù)筒具有較大的剛度，下沉過程中要求定位準(zhǔn)確。為此鋼護(hù)筒采用12 mm厚的鋼板來制作，在焊接接頭處均加設(shè)15 cm寬的鋼帶加強(qiáng)鋼護(hù)筒的整體剛度，護(hù)筒底加設(shè)50 cm寬的鋼帶作為刃腳，鋼護(hù)筒同心度偏差不超過1%。焊接采用坡口雙面焊，所有焊縫連續(xù)，以保證不漏水。

護(hù)筒下沉過程中主要采用導(dǎo)向架進(jìn)行定位，用250 kW振動(dòng)錘振動(dòng)沉放護(hù)筒?？紤]到鋼護(hù)筒很難穿過圓礫層或礫石層，采用多次跟進(jìn)的方法下沉。具體施工方法如下：

1）當(dāng)鋼護(hù)筒第一次打設(shè)至打不下時(shí)，即停下來采用沖擊鉆造漿沖進(jìn)；

2）當(dāng)沖錘沖過護(hù)筒以下2～4 m時(shí)，移開鉆機(jī)，接長護(hù)筒，吊裝振動(dòng)錘繼續(xù)沉放，直至無法打入為止。

2.2 塌孔和漏漿的處理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況判斷，鉆孔施工超過護(hù)筒腳進(jìn)入圓礫層中漏漿現(xiàn)象較嚴(yán)重，并伴有輕微的塌孔現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，采取了如下措施。

1）首先護(hù)筒進(jìn)行二次跟進(jìn)，利用250 kW振動(dòng)錘結(jié)合沖擊鉆沖孔繼續(xù)下沉護(hù)筒，使護(hù)筒穿過漏漿較嚴(yán)重的地方。二次跟進(jìn)的深度視打入情況而定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，要求鉆孔過護(hù)筒腳超過2 m時(shí)仍不漏漿。

2）護(hù)筒二次跟進(jìn)后，即向孔內(nèi)投入一定數(shù)量的粘土、片石和袋裝水泥，用鉆錘小沖程沖擊，使之均勻并重新造壁。靜置24 h，觀察孔內(nèi)液面下降情況，穩(wěn)定后進(jìn)行正常沖進(jìn)。

3）配制高級(jí)泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿主要成分有：優(yōu)質(zhì)粘土、碳酸鈉、羧甲基纖維素（CMC）、聚丙烯酞胺（PHP）、鋸末、水泥等。通過工地實(shí)驗(yàn)室試配，確定配合比見表1。

表1 高級(jí)泥漿基本配合比

4）在護(hù)筒外側(cè)加砂包，壓實(shí)護(hù)筒邊的細(xì)砂層和礫石層，減小水沿著護(hù)筒外壁的滲透作用，從而防止了護(hù)筒腳處泥漿壁的破壞。

2.3 鉆機(jī)的選擇

在細(xì)砂層和圓礫層施工中，由于需要護(hù)筒多次跟進(jìn)及拋填片石和黃泥重新沖孔造壁，因此選擇了沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖孔。進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r層中時(shí)，由于此巖層遇水即軟化，成為膠體狀粘性土，沖擊鉆經(jīng)常發(fā)生粘錘現(xiàn)象，改用回旋鉆配牙輪鉆頭時(shí)，牙輪經(jīng)常被粘住無進(jìn)尺，后改用刮刀鉆頭效果較好。在進(jìn)入弱、微風(fēng)化巖層時(shí)經(jīng)過對(duì)比，牙輪鉆頭進(jìn)尺效果較好。

根據(jù)地質(zhì)情況和鉆機(jī)性能，鉆孔過程中的有效鉆壓：強(qiáng)風(fēng)化層為60～120 kN；弱風(fēng)化層為120～180 kN；微風(fēng)化層為200～280 kN。一般在強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化層采取減壓鉆進(jìn)，以保證成孔垂直度，在微風(fēng)化層則采取全壓鉆進(jìn)，以提高鉆孔效率。在強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化軟巖層中轉(zhuǎn)速為5～7 r/min，微風(fēng)化硬巖層中轉(zhuǎn)速為8～10 r/min。

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，回旋鉆接沖擊鉆施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）沖擊鉆鉆頭直徑不得小于回旋鉆鉆頭直徑，以免回旋鉆掃孔時(shí)破壞護(hù)壁。

2）兩種鉆機(jī)在定位時(shí)必須準(zhǔn)確，并保證兩種鉆機(jī)的開孔中心點(diǎn)基本重合。

3）沖擊鉆如發(fā)生粘錘，可拋入適量碎石，不得向孔內(nèi)拋入鐵件和大塊片石，以免損傷后續(xù)回旋鉆的鉆頭。

2.4 清孔

該橋主墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為嵌巖樁，設(shè)計(jì)要求樁底沉渣厚度不大于5 cm，對(duì)于大直徑超深水中樁，清孔時(shí)間過長將容易引起塌孔。為了縮短清孔時(shí)間，采取了如下措施。

1）首先在離終孔前2 m把吸砂泵連接在泥砂分離器上，進(jìn)行第一次反循環(huán)清孔。第一次清孔目的是降低含砂率及循環(huán)清除孔底沉渣，不加清水降低泥漿比重，保持泥漿比重在1.15～1.20之間。

2）待含砂率降到4%后，下鋼筋籠，下完鋼筋籠后，采用氣舉反循環(huán)進(jìn)行第二次清孔。二次清孔過程中仍舊加泥砂分離器，加快含砂率的降低，同時(shí)注入清水降低泥漿比重。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)使用泥砂分離器后，含砂率可降到0.4%。

3）二次清孔達(dá)到要求灌注混凝土前，從導(dǎo)管內(nèi)灌入約3m高新鮮泥漿來置換孔底舊泥漿。新鮮泥漿用膨潤土調(diào)制，各項(xiàng)指標(biāo)必須符合要求，這樣可保證孔底沉渣厚度符合設(shè)計(jì)要求并改善孔內(nèi)泥漿性能。

通過抽芯檢測(cè)結(jié)果看，樁底混凝土與巖層相接面沉渣很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于5 cm的標(biāo)準(zhǔn)，這證明了上述清孔工藝的有效性。

2.5 施工過程的抗洪渡汛

2003年6月中下旬，桃江發(fā)生了百年一遇的特大洪水，但主墩施工平臺(tái)和鋼護(hù)筒安然無恙，已開鉆的12根樁基均未發(fā)生坍孔現(xiàn)象。主要原因是對(duì)這場(chǎng)洪水準(zhǔn)備充分，抗洪搶險(xiǎn)措施及時(shí)、有效。洪水前主要采取了以下措施。

1）施工平臺(tái)和鋼護(hù)筒加固。對(duì)施工鋼平臺(tái)本身進(jìn)行全面加固，保證工字鋼、貝雷梁與鋼管樁之間連接牢固；將所有鋼護(hù)筒用雙拼I25a工字鋼焊連成整體；在平臺(tái)上下游分別拋設(shè)2個(gè)混凝土重力錨，錨碇尺寸為2 m×2 m×1.5 m；在平臺(tái)靠上游方向增設(shè)安全防護(hù)樁和導(dǎo)流裝置，以抵抗上游洪水漂浮物對(duì)平臺(tái)的沖擊；用編織袋裝砂，拋到施工平臺(tái)鋼護(hù)筒及鋼管樁底部，填高2 m，以減少洪水對(duì)河床的沖刷。

2）已開孔樁基處理。將已開孔樁基內(nèi)泥漿調(diào)配成高級(jí)泥漿，提高粘度和膠體率。洪水來臨前，將鉆頭提出孔外，在護(hù)筒上加焊蓋子，蓋子用8 mm鋼板焊制，以防洪水淘蝕護(hù)筒內(nèi)泥漿。

[1]公路施工手冊(cè).橋涵（上冊(cè)）[M].北京：人民交通出版社，1993.

[2]JTJ 041一2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].