魏小強，鄔東方，陳之，黃龍燦，劉怡

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，深圳 518048）

1 引言

橫琴口岸蓮花大橋于2000年3月啟用，至今已通行20余年，蓋梁、橋墩及樁基均有不同程度的病害，需要對交接墩進行養(yǎng)護加固處理。為加強出入境匝道橋墩承臺加固施工過程中防止基坑坍塌及橋墩失穩(wěn)的防范措施，提高加固施工過程橋墩的安全穩(wěn)定性，保證加固施工的順利進行，確保施工人員及橋面交通安全，本方案通過在既有承臺四周補充樁基礎，并在既有承臺之下新增承臺下托形式的方式加固承臺。

2 工程概況

蓮花大橋是京珠高速公路級105國道向澳門延伸的橋梁工程，大橋分為出入境兩條匝道，兩個大橋呈環(huán)形上升趨勢。其中，新建出入境匝道橋仍需要利用珠海側引橋和匝道橋的交接墩，即既有橋墩R0及C24，同時根據重慶公路工程檢測中心出具的《既有交接墩檢測報告》，蓋梁、橋墩及樁基均有不同程度的病害，將交接墩評定為3類結構，因此，需要對交接墩進行養(yǎng)護加固處理。本方案通過在既有承臺四周補充樁基礎，并在既有承臺之下新增承臺下托形式的方式加固承臺。

3 工程重難點

蓮花大橋既有橋墩承臺加固施工需要保證24 h通關，無法中斷交通，且由于場地條件受限，大型機械無法進入施工。位于海邊，場地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，原地勢低洼，后經人工填土、填砂抬高，地質條件較差，且受附近場地其他施工影響。本文依據以上情況，提出一種安全可行的加固方法。

4 加固設計

4.1 加固補樁設計

加固補樁設計在既有承臺四周對稱增補4根直徑1.2 m鉆孔灌注樁，設計中按新增樁基能承受全部的上部荷載考慮，單樁樁頂豎向承載力不小于6 500 kN。按嵌巖樁設計，樁長采取進入持力層深度和標高雙控的原則，選擇中風化巖或微風化巖作為樁端持力層，樁進入持力層不小于2.5 m。鉆孔樁采用C35水下海工混凝土,為提高結構耐久性，在混凝土中按10 kg/m3摻入阻銹劑。補樁設計平面布置方案如圖1所示。

圖1 補樁設計平面布置方案示意圖

4.2 承臺加固設計

考慮到既有承臺配筋相對較弱、抗力較差，新增樁基距離墩柱外邊緣較遠，為保證加固后新舊承臺都能滿足設計要求，采用在既有承臺之下新增承臺下托形式的方式加固承臺，承臺采用C45自密實微膨脹混凝土，新增加固承臺方案如圖2所示。

圖2 橋墩新增加固承臺設計方案圖

4.3 成孔成樁工藝選擇

本交接墩施工環(huán)境特殊，加固補樁在既有橋墩承臺邊緊鄰布置，西側為琴海東路及新建成的出境匝道，東側為下穿出入境匝道及邊防巡邏道，周邊環(huán)境復雜，流動人員及車輛較多。施工時不能有太大的振動發(fā)生，以免危及既有橋墩的安全穩(wěn)定。灌注樁基礎全部采用全回轉鉆機全液壓成孔工藝，全回轉鉆機將鋼護筒埋設到穩(wěn)定地質層，同步利用全回轉鉆機蛤式抓斗及全回轉RCD磨巖機鉆進[1-2]，振動小，噪聲低，特別適用于對減少周邊建筑物及原有地層擾動的樁基施工。

4.4 鋼護筒護壁方案

考慮樁位在舊橋承臺原位布置，撥出護筒危及舊橋橋墩的安全，普通護筒焊接永久埋設不拔除。為防止粉質黏土層塌孔，確保成孔成樁質量，護筒埋設深度按穿過淤泥層及粉質黏土層進入礫砂層100 cm，護筒頂高程按地面以上30 cm進行控制。護筒內徑1 400 mm，壁厚按全回轉工藝最低要求22 mm，接頭按現場焊接接頭，采用普通鋼材卷制的鋼護筒[3]。

5 加固施工工藝

5.1 加固施工過程中上部結構臨時支撐施工

為防止加固施工過程橋梁結構失穩(wěn)造成安全事故，對交接墩兩側的上部結構進行臨時支撐。采用鋼筋混凝土條形基礎，支撐柱采用609 mm×16 mm鋼支撐，柱間采用[20 mm槽鋼進行聯系及斜撐，聯系梁及斜撐與支撐柱間通過10 mm厚節(jié)點板及螺栓連結固定，柱頂順橋向縱梁采用2I63c工字鋼，主承重梁采用單層3排加強型貝雷梁橫橋向布置，每處支撐布置3組，貝雷梁橫向限位采用[10 mm槽鋼斜撐，斜撐與貝雷梁采用螺栓卡具固定，縱向分配梁采用I25b型工字鋼集中布置于箱梁腹板范圍，在分配梁上搭設板涵頂承支架，頂部安裝頂托可調裝置，頂托與箱梁墊100 mm×100 mm方木[4-5]。臨時支撐方案立面如圖3所示，方案剖面圖如圖4所示。臨時支撐在加固施工前搭設，加固施工完成后拆除。

圖3 交接墩兩側上部結構臨時支撐方案立面示意圖

圖4 加固承臺基坑支護方案剖面示意圖

臨時支撐的作用為預防加固橋墩失穩(wěn)時對上部結構的頂承，正常情況下不會產生作用，由于上部梁體為連續(xù)梁結構，在行車荷載作用下本身就會產生撓度變形，如果臨時支撐直接頂緊梁底，將會限制梁體本身的撓度變形導致梁體頂面開裂，方案采用預留5 mm變形縫，正常情況下梁體有5 mm的自由撓度變形范圍，不會造成梁體受損。

5.2 對下部承臺的加固施工

5.2.1 承臺開挖支護結構施工

承臺基坑圍護結構采用9 m長40 cm寬的SP-Ⅳ型拉森鋼板樁支護。圍護結構之間設置一道支撐，坑頂以下0.8 m處設一道，支撐結構采用400 mm×400 mm×13 mm×21 mmH型鋼作為鋼圍檁，φ350 mm×14 mm鋼管支撐。

加固承臺設計尺寸均為10 m×7.55 m×3.5 m（長×寬×高），為保證承臺施工滿足1 m的作業(yè)空間，承臺鋼板樁支撐平面尺寸為10 m×12.3 m。鋼板樁采用履帶式液壓振動插板機打撥施工，鋼支撐及鋼圍檁安裝采用25 t汽車吊配合人工進行安拆。

5.2.2 鋼板樁與舊橋管樁安全界限距離計算

根據舊橋竣工圖，舊橋管樁為斜率8∶1的斜樁，按鋼板樁頂高于承臺底1 m，則鋼板樁打入承臺底以下為8 m深。

1號、3號交叉點舊橋管樁距承臺底為：3.7 m×8=29.6 m＞鋼板樁深度8 m；

2號交叉點舊橋管樁距承臺底：2.83 m×8=22.64 m＞鋼板樁深度8 m；

4號、7號交叉點舊橋管樁距承臺底：4.76 m×8=38.1 m＞鋼板樁深度8 m；

5號交叉點舊橋管樁距承臺底：3.57 m×8=28.6 m＞鋼板樁深度8 m；

6號交叉點舊橋管樁距承臺底：3.06 m×8=24.5 m＞鋼板樁深度8 m；

經計算，離鋼板樁最近的2號點平面安全距離為1.83 m，支護鋼板樁打撥施工不會觸及舊橋PHC管樁。

5.2.3 基坑支護施工過程

施工準備→測量定位→地面結構層破除→打鋼板樁→地面上層開挖→鋼板樁內支撐→挖土→排水→堵漏→墊層混凝土澆筑→承臺施工。

5.2.4 基坑開挖與支護施工

由于加固承臺位于現狀保留承臺的下方，在基坑土方開挖時四周有鋼板樁圍護結構，中間被現狀承臺覆蓋，因四周布置有舊橋斜管樁，從安全角度考慮，不能采用機械開挖，同時中間被現狀承臺覆蓋部分只能采用人工開挖，故整個承臺基坑土方均需采用人工挖孔樁土方的工藝開挖，四周露天部分采用人工配小型挖機開挖至基坑外。中間被現狀承臺覆蓋部分采用人工暗挖并水平運輸至露天處，再用卷揚機垂直提升出渣至坑外，整個基坑開挖采用南北對稱開挖。

5.2.5 交接墩加固承臺鋼筋施工

由于受現狀保留承臺及管樁阻擋，承臺鋼筋不能采用機械吊裝至作業(yè)點，采用人工搬運，也不能整根進行安裝，每根主筋均需截成兩部分，從兩側插入安裝，在中間通過套筒機械連接，接頭需錯開布置，錯開間距按36倍鋼筋直徑，同一截面接頭數量不得大于鋼筋數量的50%。

5.2 .6交接墩加固承臺模板、混凝土施工

承臺鋼筋安裝完成后開始安裝承臺模板，承臺模板采用木模板，模板采用人工安裝。安裝好后，對模板的平面位置、傾斜度、頂部標高、螺栓聯結及縱橫向固定進行檢查，橫縫都在同一水平面上，豎縫對齊，上下左右多塊模板搭接不應錯臺。

承臺混凝土采用自密實微膨脹混凝土分次澆筑，第一次澆筑至現狀承臺底部以上10 cm，在澆筑前對舊承臺底面進行鑿毛清理，以利于新舊承臺面的結合，在新舊承臺結合面埋設排氣管。第二次澆筑至設計頂標高，采用吊車吊裝料斗通過串筒入模，以防混凝土離析，澆筑過程中應注意防雨。 澆筑完成后14 d內加強養(yǎng)護作業(yè)，通過排氣管對新舊承臺結合面進行后注漿。

5.2 .7基坑排水施工

基坑開挖底面在地下水位以上，基坑排水主要以防止雨水為主?；臃浪潘捎妹鳒吓潘琅潘桨钢饕獮椋?/p>

1）用編織袋裝滿素土沿基坑頂面緊密的堆碼一層，防止地表雨水流入承臺基坑。

2）在基坑的角落設置集水坑，當雨水較大集水坑集滿水時及時用潛水泵向外抽水，防止基坑集水。

6 交接墩加固施工監(jiān)測

6.1 施工過程基坑監(jiān)測

為保證施工過程中基坑的安全和施工的順利進行，對鋼板樁樁頂水平位移和基坑底部垂直位移進行監(jiān)測。監(jiān)測方法采用在鋼板樁頂面和基坑底部各布置4個測點，用尺量的方法對位移進行監(jiān)測。

6.2 監(jiān)控觀測的主要內容

1）加固施工過程中，對平面和高程控制網點的定期沉降、位移觀測。

2）對加固橋墩及承臺基礎的沉降、位移觀測。

3）基坑開挖及承臺施工過程中對舊橋管樁的變形觀測。

6.3 觀測點布置

橋梁橫向、傾斜觀測點布置于帽梁下1 m，沉降觀測點布置于承臺4個角，共4個點。

6.4 觀測頻率

按照國家變形測量規(guī)范要求，設立平面水準控制網，在加固施工過程中對橋墩及承臺基礎每天進行2次觀測。基坑開挖及承臺施工過程中對舊橋管樁變形進行實時觀測[6]。

6.5 預警值

當觀測豎向位移大于5 mm、水平位移大于10 mm、舊橋管樁產生可視環(huán)向裂縫時，暫停所有施工，及時向監(jiān)理單位及建設單位上報情況，會同各參建方確定好處理方案后方可進行施工。

7 結語

蓮花大橋既有橋墩承臺加固通過搭設臨時剛支撐，在既有承臺四周補充樁基礎，并在既有承臺之下新增承臺下托形式的方式加固承臺。克服了場地受限，地質較差等施工不利因素。在加固施工的同時，保證上方車輛正常通行不受影響，可為今后類似條件的橋梁施工提供借鑒。