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(1.湖南路橋建設(shè)集團有限責任公司，湖南 長沙 410004; 2.長沙市公路橋梁建設(shè)有限責任公司，湖南 長沙 410205)

1 工程概況

耒水是湘江最長的一級支流，河床平均坡降0.27‰，鹿岐峰大橋位于耒陽市西湖大道，橫跨耒水河，橋梁全長445.4 m，主橋采用75 m+120 m+75 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋(圖1)，5#主墩位于河道中，設(shè)計為低樁承臺群樁基礎(chǔ)，左右幅2個獨立承臺，單個承臺長16 m，寬9.75 m，高5 m，兩承臺間凈距2.51 m，底標高68.15 m，頂標高73.15 m，無封底混凝土，鋼便橋和鋼平臺頂標高79.0 m，墩位處河床標高70.5 m左右，為弱風化粉質(zhì)泥巖，無覆蓋層，常水位74.0 m，最大流速1.2 m/s。

圖1 橋型布置圖

2 清基方案選擇

由于已搭設(shè)的平臺鋼管樁全部落在裸巖上，穩(wěn)定性差，爆破或長臂挖機清基方案難以實施，且清理全承臺范圍內(nèi)的河床到封底混凝土底標高工程量大，平臺施工空間有限。經(jīng)研究，如果能夠在鋼套箱下放后套箱內(nèi)能排干水，變水下清基為干處清基，進度將明顯加快，反復(fù)論證后決定采取在套箱周邊軸線范圍鉆機沖孔成槽(圖2)，套箱內(nèi)側(cè)澆筑槽內(nèi)水下封底混凝土，排水后干處清基施工承臺的施工方案；又由于5號墩2個獨立的承臺間凈距為2.51 m，相距較近，因此也可將2個承臺合并為1個承臺沿邊線開槽(圖3a)，這樣可節(jié)省內(nèi)側(cè)2道槽的沖孔成槽施工，但該方案的缺點是必須等全部成槽完成后才能施工下一步工序，且過大的套箱尺寸不利于其整體受力并導(dǎo)致施工難度增加，不利于水中施工，因此采用按單個承臺獨立開槽(圖3b)，變大斷面為小斷面，便于流水施工，對后續(xù)的套箱等下放設(shè)備的要求降低，提高施工安全度，更有利于進度控制。

圖2 鉆機沖孔成槽示意圖

3 鋼套箱設(shè)計

3.1 鋼套箱高度的確定

按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求，圍堰的頂面高程應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位(包括浪高)0.5～0.7 m，施工時的常水位為74.0 m，正值枯水期，因此鋼套箱頂標高確定為74.7 m，以此高程進行圍堰受力計算后，可將雙壁鋼套箱優(yōu)化為單壁鋼套箱，縮短了加工制作工期，較好地控制了施工成本。

考慮套箱著床后必須和巖層形成整體才能止水擋土和抗浮，經(jīng)計算和考慮封槽混凝土最少厚度要求，確定鋼套箱底高程低于承臺底標高100 cm控制，因此鋼套箱底標高定為67.15 m，則套箱的總高度設(shè)計為7.55 m。

3.2 鋼套箱結(jié)構(gòu)設(shè)計

鋼套箱由壁體和內(nèi)支撐等兩大部件構(gòu)成，根據(jù)承臺結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為矩形，并將其作為承臺模板，其內(nèi)空平面尺寸比承臺設(shè)計平面尺寸每邊放寬5 cm，該富余值也是套箱下沉過程中偏位、傾斜的控制值，則套箱內(nèi)腔尺寸為9.85 m×16.1 m，根據(jù)平面尺寸和起吊能力將套箱按周邊軸線4～5 m分塊制作，側(cè)模面板采用6 mm厚鋼板，側(cè)模的豎向加勁肋為25Ⅰ工字鋼，橫向加勁肋為10×10∠角鋼，該模板以后將用作掛藍底模故均按間距40 cm布置，側(cè)板之間河床以上20 cm采用防水橡膠墊以Φ25高強螺栓連接，河床以下采用插銷連接方便拆除，間距40 cm。

套箱內(nèi)加固由撐桿鋼管和角撐組成，主要用來加強平衡施工期間套箱內(nèi)外壓力差，為承臺施工提供一個安全的施工環(huán)境。承臺分2次澆筑，按高于混凝土面50 cm布置2層Φ 630水平內(nèi)支撐鋼管，套箱四角設(shè)置斜撐補強。

4 水中承臺鋼套箱施工

4.1 施工工藝及流程

水下承臺鋼套箱主要施工工藝見圖4。

圖4 水下承臺主要施工工藝

4.2 施工要點

4.2.1 沖孔成槽施工

市政或大型的工程一般采用成套的開槽專業(yè)設(shè)備進行施工，交通項目由于專業(yè)設(shè)備利用率不高，地處偏遠且工程量小，采用專業(yè)的開槽設(shè)備不經(jīng)濟。鉆機既然能成孔，自然能成槽，而且墩上鉆機配套設(shè)備齊全，無需另外添置，見圖5。墩上原配備了2種鉆頭，直徑2.2 m的用來樁基成孔，直徑0.8 m的用于裸巖上鋼管樁加固引孔，鋼套箱壁總厚26 cm，因此選擇0.8 m直徑的鉆頭先成孔后成槽，成孔時以套箱內(nèi)空平面尺寸線作為鉆頭中心線，按前進或后退的方式移動鉆機，以平臺頂面為基準面，在鉆頭鋼絲繩上鎖定位置對基槽底進行深度控制。由于河床為裸巖，無需泥漿護壁，可采用鉆頭直接沖擊河床，沖碎的巖漿被水流裹走，潛水員下水檢查時發(fā)現(xiàn)槽底基本已被水流沖刷干凈。單個承臺套箱槽孔完成后，再進行一次掃孔，以鉆頭在槽內(nèi)全線無障礙通過則表明沖孔成槽成功。

圖5 鉆機在平臺沖孔成槽

4.2.2 套箱拼裝、就位

利用鋼平臺和鋼護筒作為承重結(jié)構(gòu)，在鋼護筒上設(shè)置套箱組拼小平臺，將單塊的套箱模板逐一組拼，安裝好內(nèi)支撐、導(dǎo)向后整體下沉，該方法為常規(guī)施工方法，此處不再詳述，見圖6。

圖6 鋼套箱整體下沉

4.2.3 槽內(nèi)水下封底

為保證套箱下沉后位置穩(wěn)定，且其刃腳與裸巖槽內(nèi)基底之間的緊密性，保證槽內(nèi)封底時混凝土不會外流，在鋼套箱下沉到位后，用空壓機將內(nèi)槽底沉積物清理干凈，再沿套箱外側(cè)槽內(nèi)回填細粒石至河床面，見圖7。

圖7 鋼套箱水下封底后示意圖

封底頂標高按承臺底標高控制，在平臺上布置相應(yīng)數(shù)量的測點和測繩，對導(dǎo)管的埋深、封底混凝土的澆筑高度進行準確的控制，采用單導(dǎo)管澆筑水下封底混凝土施工工法，將泵車導(dǎo)管直接插入溝槽內(nèi)由上游逐步向下游推進，封底厚度1 m，單個承臺槽內(nèi)封底C25水下混凝土27 m3，可在混凝土初凝前2 h內(nèi)完成封底。

4.2.4 干處清基、承臺混凝土澆筑

封底混凝土達到強度后，抽水將套箱內(nèi)水位逐漸降低至露出樁基頂鋼筋，將每根樁基2根主筋與套箱頂壁聯(lián)接，以替代套箱加壓重物抵抗浮力，增加套箱整體穩(wěn)定性，然后將套箱內(nèi)水抽干露出河床，采用機械鑿除河床裸巖至承臺底標高位置，設(shè)置排水溝和集水井，割除多余鋼護筒，破樁頭，然后干處施工承臺，見圖8。

圖8 鋼套箱內(nèi)抽水后干處清基

4.2.5 套箱拆除

鋼套箱模板在裸巖槽內(nèi)豎向采用特定的插銷連接，當需要拆除模板時，將河床以上的連接螺栓拆除，吊起模板往上提即可自行脫落，然后逐塊拆除其他模板。

5 結(jié)語

實踐證明鹿岐峰耒水大橋采用在承臺周邊范圍進行鉆機沖孔成槽，下放鋼套箱于槽內(nèi)固定后，再澆筑鋼套箱內(nèi)側(cè)槽內(nèi)封底混凝土，抽水后干處清基施工承臺的施工技術(shù)是一種因地制宜行之有效的方法，改變了將整個承臺范圍內(nèi)的河床清理至封底混凝土底面標高后下放套箱再全斷面封底的傳統(tǒng)施工方法，由此加快了施工進度，降低了水下施工難度，節(jié)約了施工成本，可為今后水中裸巖或淺覆蓋層的硬巖低樁承臺基礎(chǔ)施工提供參考依據(jù)。

[1] JTJ/T F50-2011,公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 駱宏勛.水下系梁施工技術(shù)[J].湖南交通科技，2011(2).

[3] 趙煜成,楊新湘,劉武.大傾角破碎巖層葫蘆形嵌巖地連墻施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].湖南交通科技，2016(3).