鄒 興

（中鐵十八局集團(tuán) 第三工程有限公司，河北 涿州 072750）

1 工程概況

某特大橋?yàn)閱尉€變雙線橋，橋梁全長(zhǎng)875.315m，于DK21+262 桪K21+939 跨越江河段，設(shè)計(jì)采用(144+288+144）m 鋼構(gòu)斜拉加勁方式跨越江中主航道。橋位所在河段為感潮河段、受潮汐影響較大，百年一遇設(shè)計(jì)水位和設(shè)計(jì)平均水流速分別為5.37m/s、2.25m/s。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查5#至9#墩處于深水區(qū)，最大水深約30m，且河床覆蓋層較薄，尤其是8-9# 墩范圍無(wú)覆蓋層、河床基巖裸露呈斜坡面，鋼棧橋施工難度很大。如何在無(wú)覆蓋層水中搭設(shè)鋼棧橋和保持其穩(wěn)定性是施工的重難點(diǎn)。本棧橋最終采用布設(shè)板凳樁+錨桿錨固及沖孔錨固鋼管樁+拋混凝土錨等施工工藝，[1-2]使搭設(shè)鋼棧橋施工在深水、急流、裸巖的惡劣條件下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)推進(jìn)，且能夠保證運(yùn)營(yíng)安全、穩(wěn)定。

2 鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加固方案

2.1 鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼棧橋設(shè)計(jì)為鋼管樁基礎(chǔ)，采用三排樁板凳式布置，樁間距為3.2m，鋼管平聯(lián)、斜撐采用[20槽鋼，樁頂橫向承重梁采用2I36 工字鋼，縱向架設(shè)4 組貝雷梁，跨徑為12m+3m(詳見(jiàn)圖1)。橋面寬8m，采用鋪設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制板，棧橋施工考慮用履帶吊逐跨推進(jìn)施工。

2.2 鋼桟橋加固方案

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查得知從岸邊至8# 墩范圍河床覆蓋層較淺且沖刷較大，鋼管樁人土深度有限，穩(wěn)定性能差；從8# 至9# 墩河床巖面裸露且呈斜坡?tīng)睿摴軜肚稁r難度大，無(wú)法直立；此外鋼管樁還要承受洪水、潮水沖擊影響，鋼管樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。為增加棧橋整體穩(wěn)定性，經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)勘查及方案論證，最終確定以下三項(xiàng)加固方案。

圖1 鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

第一項(xiàng)方案：在岸邊至8#墩范圍的河床覆蓋層較淺基礎(chǔ)施工采用直接插打鋼管樁+ 錨桿樁方案，鋼管樁通過(guò)錨桿與河床形成固結(jié)。

第二項(xiàng)方案：在8#至9#墩范圍的河床基巖裸露呈斜坡?tīng)罨A(chǔ)施工采用沖擊鉆孔錨固樁方案,通過(guò)灌注鉆孔混凝土使鋼管樁與河床形成固結(jié),以抵抗水平力及傾覆對(duì)樁產(chǎn)生的上拔力。

第三項(xiàng)方案：從8# 墩至9# 墩間144m 無(wú)鉆孔平臺(tái)，且河床基巖裸露呈斜坡面，現(xiàn)場(chǎng)擬定從8#墩開(kāi)始，在棧橋的上下游每跨兩側(cè)各增加一根Ф1200*10mm 鋼管增加受力截面，同時(shí)利用這兩根鋼管樁施做沖孔錨固樁進(jìn)行錨固，錨固樁與其它鋼管聯(lián)接為一體，保證棧橋支撐體系的整體穩(wěn)定?？紤]水深流速急，鋼管樁長(zhǎng)細(xì)比較大，為保證上部穩(wěn)定，在已施工完的8-9# 墩棧橋兩側(cè)錨固樁，對(duì)稱設(shè)置30t 混凝土地錨作為輔助結(jié)構(gòu)，增大桟橋抵抗水平荷載能力。

3 棧橋加固施工的應(yīng)用

3.1 錨桿錨固樁施工

5# 墩至8# 墩河床為淺覆蓋層區(qū)域，鋼管樁貫人度難以滿足，因此棧橋鋼管樁采用錨桿錨固法。

3.1.1 搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)利用已經(jīng)插打及焊連的鋼管樁為基礎(chǔ)搭設(shè)簡(jiǎn)易鉆孔平臺(tái)，在每組板凳樁大里程側(cè)的三根鋼管樁內(nèi)設(shè)置錨桿錨固樁，并安裝XY-2B 型鉆芯機(jī)就位。

3.1.2 下放套管

在選做錨固樁的鋼管樁內(nèi)插人三根套管，套管直徑為194mm，套管間距為40cm，成三角形布置。

3.1.3 錨孔鉆芯

錨孔設(shè)計(jì)直徑為170mm，每一鋼管樁內(nèi)布設(shè)3 個(gè)錨固孔。因水深及河床地質(zhì)不一，其錨固長(zhǎng)度也不相同，設(shè)計(jì)要求錨人強(qiáng)- 弱風(fēng)化巖的長(zhǎng)度不小于5m。鉆機(jī)調(diào)整就位后開(kāi)啟鉆進(jìn)，采用接長(zhǎng)鉆桿的方式使鉆筒深人河床基巖取芯成孔，測(cè)量孔深合格后用高壓風(fēng)完成清孔。[1]

3.1.4 錨筋制作與下放

錨筋采用3 根Ф32 螺紋鋼筋點(diǎn)焊捆綁在一起形成錨桿束，單根長(zhǎng)度不小于10m (長(zhǎng)度由錨孔深度確定）。制作好的錨筋上捆綁兩根注漿管，注漿管采用Ф25mm 的高強(qiáng)度塑料管，一根作觀察孔，一根作壓漿。根據(jù)實(shí)測(cè)錨孔深人基巖深度，計(jì)算壓漿管出巖面位置，在此處破開(kāi)一個(gè)輔助孔，并用無(wú)紡布包裹此孔，孔口上下各20cm 位置的用鐵絲扎緊形成袋狀。（詳見(jiàn)圖2)

圖2 錨筋實(shí)體圖

3.1.5 錨孔注漿

錨孔注漿采用壓漿機(jī)注人，孔底返漿法施工。注漿材料采用壓漿料，漿液水灰比為0.4～0.7,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水流滲透壓力可適當(dāng)調(diào)整漿體配合比，注漿壓力控制為0.5～0.8Mpa。具體施工中漿液通過(guò)壓漿管至輔助孔處流出，此時(shí)無(wú)紡布袋撐開(kāi)膨脹形成膠囊封堵錨孔頂口，隔絕上部水層，防止?jié){液向河道流失。而后漿液從孔底流出，孔內(nèi)水從觀察孔排出，直至觀察孔內(nèi)流出濃漿后立即停止壓漿。

3.1.6 鋼管樁錨固處理

利用鉆機(jī)將套管拔除，注意不要將錨筋帶出，移開(kāi)鉆機(jī)，考慮管樁內(nèi)泥砂難以清凈，在管樁內(nèi)填人粒徑20～40mm 碎石進(jìn)行高壓旋噴處理，使鋼管樁與錨桿基巖形成一體，確保整體的穩(wěn)定。最后形成巖層—錨桿—立柱穩(wěn)定系統(tǒng)。（詳見(jiàn)圖3）

圖3 棧橋錨桿錨固樁示意圖

3.2 沖擊鉆孔錨固樁施工

8# 墩至9# 主墩段靠主航道，水深流速急、下部河床為裸巖，采用沖孔錨固形式，在棧橋上下游兩側(cè)各增加一根Ф1000 x 10mm 鋼管，距離棧橋鋼管樁3.2m，加大受力截面，同時(shí)利用這兩根鋼管樁進(jìn)行鉆孔樁錨固，錨固樁與棧橋管樁聯(lián)接為一體，保證棧橋支撐體系的整體穩(wěn)定。[2]

搭設(shè)臨時(shí)工作平臺(tái)，吊裝沖擊鉆機(jī)就位，利用新增Ф1000mm 的鋼管做為護(hù)筒，在鋼管樁內(nèi)沖孔施工鋼筋混凝土錨樁以增加樁長(zhǎng)，選用Ф800mm 鉆頭進(jìn)行沖孔作業(yè)，鉆進(jìn)巖層深度達(dá)到5m 后清孔，吊放10m 長(zhǎng)的鋼筋籠人孔，下導(dǎo)管向孔內(nèi)灌注水下混凝土至10m 高度，使鋼管樁與基巖形成一體，確保整體的穩(wěn)定。

3.3 混凝土地錨施工

3.3.1 錨錠的制作

拋錨錨錠采用鋼筋混凝土錨錠，設(shè)計(jì)為前端帶尖三角腳趾的楔形塊（詳見(jiàn)圖4)。單個(gè)重量約為30t，現(xiàn)場(chǎng)在岸邊空地上綁扎錨錠鋼筋、安裝模板后澆筑混凝土成形，施工時(shí)要注意預(yù)埋起吊吊環(huán)和鎖鏈連接拉環(huán)。

圖4 混凝土錨大樣圖

3.3.2 拋錨施工

針對(duì)江河道水深、流速急，棧橋鋼管樁長(zhǎng)細(xì)比大，自由段長(zhǎng)度較大，下部管樁雖進(jìn)行錨固，但棧橋晃動(dòng)仍較大，為保證棧橋的穩(wěn)定，在已施工的北岸棧橋8# 墩至9# 主墩間主棧橋設(shè)置拋錨錨固，拋錨錨錠采用鋼筋混凝土錨錠。

將預(yù)制好的錨錠塊吊人駁船上運(yùn)輸至錨固鋼管樁位置，采用47# 鋼絲繩纏繞鋼管樁一圈，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)帶緊鋼絲繩，套上卡扣鎖緊。鋼絲繩另一端與48 型錨鏈連接，錨鏈長(zhǎng)50m。啟動(dòng)駁船將混凝土錨錠運(yùn)至拋錨范圍。拋錨地點(diǎn)為錨固樁上下游對(duì)稱各140m 左右處，用100t 浮吊吊起錨錠緩慢放入水中直至沉人河底。（詳見(jiàn)圖5)，調(diào)整至對(duì)稱兩根繩索松緊度均勻時(shí)鎖緊卡扣。

圖5 拋錨斷面圖

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明該鋼棧橋已多次經(jīng)受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和洪水侵襲，穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，加固技術(shù)應(yīng)用成功。在復(fù)雜河床地質(zhì)條件下搭設(shè)鋼棧橋，加固技術(shù)是關(guān)鍵，上述三項(xiàng)加固技術(shù)具有施工難度小、速度快、效果好的優(yōu)點(diǎn)，為以后類似工程提供有意義的參考。