唐子其

（中國港灣工程有限責(zé)任公司，北京100027）

1 引言

巴拿馬運(yùn)河第四大橋，跨巴拿馬運(yùn)河兩岸，主橋長1 088m，跨徑289m+510m+289m，雙塔倒豎琴形、中間雙索面混合梁斜拉橋，東塔高212.628m，西塔高215.058m。主梁寬51m、高5m，中跨為鋼箱梁、邊跨為混凝土箱梁。東主塔為圓形擴(kuò)大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，直徑42m、高度9m，西主塔為樁基承臺結(jié)構(gòu)，墩承臺平面尺寸為44.5m×44.5m，承臺高為5+3m。所在區(qū)域地震烈度為0.37g，為高地震烈度下超寬超大跨公軌合建斜拉橋，技術(shù)難度大【1】。

2 東主塔擴(kuò)大基礎(chǔ)施工

東主塔基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)，表層8.2m為填土、淤泥和粗砂，其下為抗壓強(qiáng)度40～55.8MPa的微風(fēng)化玄武巖，基巖面起伏小。因覆蓋層相對較厚，采用咬合樁支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)大基礎(chǔ)施工。

2.1 咬合樁支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)大基礎(chǔ)施工

東主塔基礎(chǔ)為圓形咬合樁支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)大基礎(chǔ)，主要施工工藝包括：導(dǎo)墻施工→咬合樁施工→冠梁施工→基坑開挖→基底平整→分層澆筑擴(kuò)大基礎(chǔ)混凝土→施工索塔下部節(jié)段→基坑回填。

2.2 擴(kuò)大基礎(chǔ)施工技術(shù)方案

擴(kuò)大基礎(chǔ)主要施工內(nèi)容包括：基坑開挖、基底整平、墊層施工、分層綁扎鋼筋、分層澆筑混凝土、基坑回填。

2.2.1 基坑開挖

基坑采用機(jī)械開挖，基坑內(nèi)布置挖機(jī)，基坑周邊布置履帶式抓斗。基坑開挖前，根據(jù)地質(zhì)水文、氣候等條件，制定可行性防水措施，備足抽水設(shè)備，及時(shí)排除積水?？拥姿闹芫嘁Ш蠘?0cm挖排水明溝，設(shè)置集水井，每個(gè)井內(nèi)至少1臺抽水泵，抽水能力為滲水量的1.5～2倍，積水排至指定位置，以免造成積水回流。

2.2.2降水管井施工

降水管井共6口，鉆孔孔徑為600mm，內(nèi)置直徑325mm濾水鋼管，沿圓周均布，鉆孔進(jìn)入中風(fēng)化層2m，管長26.8m，其中實(shí)管長20m，過濾管長6.8m，過濾管用軟式排水管包裹，全部填充過濾料。

2.2.3 混凝土澆筑施工

根據(jù)大體積混凝土計(jì)算分析結(jié)果，對擴(kuò)基混凝土采取分層分塊澆筑施工；設(shè)置后澆帶，采用收口網(wǎng)（免拆模板網(wǎng)）模板保證后澆帶施工質(zhì)量。按照大體積混凝土溫控要求，布設(shè)相應(yīng)冷卻水管等溫控措施進(jìn)行溫度控制。

3 西主塔樁基基礎(chǔ)施工

西主塔基礎(chǔ)為樁基基礎(chǔ)，承臺為矩形截面，橫橋向尺寸為44.5m，順橋向尺寸為44.5m，承臺厚5.0m，塔座厚3m?；A(chǔ)位于巴拿馬運(yùn)河太平洋出口淺談區(qū)，最高高潮位3.66m，平均高潮位2.14m，平均海平面0.31m，平均低潮位-1.70m。

3.1 棧橋及平臺

3.1.1 棧橋設(shè)計(jì)與施工

為主墩施工提供作業(yè)平臺，需搭建臨時(shí)棧橋和平臺。巴拿馬四橋西岸臨時(shí)主棧橋全長600.80m，距離主橋軸線中心距為30m，棧橋共設(shè)置5聯(lián)，每聯(lián)長度分別為147m、144m、132m、84m、93m不等，棧橋每孔跨度均為12m。主棧橋頂面標(biāo)高為+5.00m，全橋不設(shè)置縱坡。棧橋?qū)挾葹?.0m，面層體系采用裝配式橋面板，橫向分配梁I22a間距為0.75m。主縱梁采用321型單層貝雷片，橋臺處承重梁為4I22a。主棧橋下部結(jié)構(gòu)采用樁基排架，排架縱向標(biāo)準(zhǔn)間距12m。

主棧橋鋼管樁基礎(chǔ)由130t履帶吊配合DZJ90型振動錘進(jìn)行打設(shè)，上部結(jié)構(gòu)采用“釣魚法”由130t履帶吊完成安裝。

3.1.2 施工平臺設(shè)計(jì)與施工

施工平臺包括鉆孔平臺及支棧橋2部分結(jié)構(gòu)。其中，支棧橋?qū)挾染鶠?m，采用鋼管樁+貝雷梁結(jié)構(gòu)，長度因承臺的橫橋向?qū)挾炔煌煌?，設(shè)置在鉆孔平臺兩側(cè)。鉆孔平臺采用鋼管樁+貝雷梁結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)φ813mm×12.7mm鋼管樁，自下而上結(jié)構(gòu)依次為：承重梁700mm×700mm×20mm×20mm方鋼、“321”型貝雷主梁、分配梁I22a、面板φ10mm。

水上施工平臺由主棧橋向支棧橋施工，再由支棧橋向鉆孔平臺推進(jìn)施工；平臺鋼管樁基礎(chǔ)由130t履帶吊配合DZJ90型振動錘進(jìn)行打設(shè)，上部結(jié)構(gòu)采用“釣魚法”由130t履帶吊完成安裝。

3.2 樁基基礎(chǔ)施工技術(shù)方案

根據(jù)所得地質(zhì)勘探資料，西主橋基礎(chǔ)位于硬質(zhì)巖與軟質(zhì)巖分界線上，硬質(zhì)巖為安山巖、玄武巖、輝綠巖等，抗壓強(qiáng)度約為30MPa；軟質(zhì)巖為頁巖、粉砂巖等，抗壓強(qiáng)度小于10MPa。RQD變化比較大，隨區(qū)段及深度不同，RQD=0%～100%，基巖面起伏較小。巖層侵入承臺范圍較大，最高巖面標(biāo)高為-5.15m，承臺封底底標(biāo)高為-12.5m，開挖深度及外界水土壓力較大，因此，選用受力較好、剛度較大的鎖扣鋼管樁圍堰作為主墩承臺施工圍堰的受力結(jié)構(gòu)。

3.2.1 鎖扣鋼管樁圍堰施工

因考慮到樁基護(hù)筒會對圍堰基坑開挖帶來不便，因此，在主墩內(nèi)棧橋打設(shè)完成后便開始打設(shè)鎖扣鋼管樁圍堰。單根圍堰鎖扣樁采用φ820mm×10mm螺旋管作為主管，管樁鎖扣采用“CO”型結(jié)構(gòu)。其中，C型鎖扣采用φ152mm×8mm鋼管，開槽寬度80mm，縱向沿管長方向間隔1m設(shè)置加強(qiáng)連接板若干，增加鎖扣管與主管的連接強(qiáng)度；O型號鎖扣采用φ133mm×4.5mm鋼管，與主管焊接為一體，鋼管材料均為Q235B。

施工采用“履帶吊+振動錘”的方法按序插打。其中，地質(zhì)情況較好的位置，采用常規(guī)插打方法將鋼管樁1次打設(shè)到位。承臺西南側(cè)地質(zhì)巖面較高，基巖侵入承臺施工空間，鋼管樁無法直接打入，需要先利用旋挖鉆施工水下導(dǎo)槽，待達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，在導(dǎo)梁引導(dǎo)下插打鎖扣鋼管樁，并進(jìn)行封底混凝土澆筑，完成圍堰鋼管樁施工。

鋼管樁打設(shè)依次將1根鋼管樁的“O”型鎖扣插入另一根鋼管樁的“C”型鎖口直至合龍。沉放過程中每隔一定數(shù)量的鋼管樁須從2個(gè)方向校核鋼管樁的垂直度，超出允許范圍需進(jìn)行微調(diào)【2】。

鋼管樁圍堰采用CO鎖口，鎖口之間的空隙平均只有1.5mm，在海水漲落潮的環(huán)境下，海水中夾雜的細(xì)泥砂等將鎖口之間的空隙塞得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，形成穩(wěn)定的自鎖阻水帷幕，效果好，對小范圍未能形成自鎖阻水帷幕的部位，可采用人工的方式通過鎖口頂口向鎖口間隙中灌入細(xì)砂，并輔以在最低潮位時(shí)，均能有效阻水【3】。

3.2.2 圍堰內(nèi)土體及巖體開挖

待圍堰封閉后對內(nèi)部巖石、淤泥及土體進(jìn)行開挖外運(yùn)，采用“先開挖，后樁基”思路，即在打設(shè)鉆孔平臺之前，利用小型水上設(shè)備，先對圍堰內(nèi)土體進(jìn)行開挖施工，將樁基施工前將圍堰范圍內(nèi)土體及巖體清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后再進(jìn)行平臺、樁基施工。

圍堰內(nèi)巖石采用“浮箱平臺+破碎錘”的清除方法，利用破碎錘配合適應(yīng)的動力設(shè)備，將水下巖體破碎至碎塊狀，然后利用水上挖機(jī)、抓斗吊清理至岸邊。

3.2.3 樁基及承臺施工

樁基采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行大功率旋挖鉆成孔，樁基施工完成后進(jìn)行圍堰封底施工，封底厚度2.5m，采用C25水下混凝土。主墩承臺在高度方向上分為3層，第一層澆筑2.5m，第二層澆筑2.5m，最后澆筑塔座3m。澆筑過程中嚴(yán)格采取溫控措施，在承臺內(nèi)部事先預(yù)埋冷卻管，通過控制水管內(nèi)水的流量來控制混凝土的內(nèi)部溫升，從而減少內(nèi)外溫差。

4 結(jié)語

巴拿馬運(yùn)河第四大橋工程項(xiàng)目為中巴建交后中國在巴拿馬的第一個(gè)超大型政府基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)匯項(xiàng)目，也是目前中國在海外承接的金額最大的單體橋梁項(xiàng)目。四橋項(xiàng)目的中標(biāo)與承建對鞏固中國在美洲市場經(jīng)營及打響“中國橋”海外品牌具有里程碑意義。針對橋塔基礎(chǔ)受力大、建設(shè)條件復(fù)雜、技術(shù)難度大，設(shè)計(jì)與施工方案相融合【4】，因地制宜進(jìn)行施工。東西橋塔基礎(chǔ)分別采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基基礎(chǔ)，本文詳細(xì)介紹了咬合樁支護(hù)、擴(kuò)大基礎(chǔ)施工、棧橋平臺設(shè)計(jì)及施工、鎖扣鋼管樁圍堰施工、樁基及承臺施工，確保設(shè)計(jì)施工達(dá)到國際先進(jìn)水平。本文的研究成果有助于類似工程的借鑒應(yīng)用。