裴浩浩

[中交三航第一工程（上海）有限公司，上海市 201315]

1 工程概況

柬埔寨磅湛省湄公河大橋處于柬埔寨磅湛省省會(huì)北側(cè)約30 km，屬于71C 公路的一部分。全橋布置為6×30+6×50+75+3×135+75+3×30，全橋長1 131 m（含6m 橋臺(tái)），每個(gè)主橋墩基礎(chǔ)采用10 根直徑2.0 m 鉆孔灌注樁，長度分別為89 m、101 m、102 m、103 m[1]，水上施工平臺(tái)所用的護(hù)筒是由18 mm鋼板卷制而成，直徑為2.3 m，長度為38～48 m。

2 背景介紹

2.1 原因分析

2018 年7 月，工程所在地湄公河水位持續(xù)上漲，加上上游老撾一水電站大壩發(fā)生潰壩，超50 億m3蓄水量泄入湄公河，導(dǎo)致水位暴漲，14#、15# 墩因樁基未澆混凝土，鋼平臺(tái)整體發(fā)生較大偏移，最大位移達(dá)1.65 m。

2.2 應(yīng)對措施

項(xiàng)目部針對突然的水災(zāi)，實(shí)施了以下應(yīng)對措施：

一是分4 步穩(wěn)定鋼平臺(tái)；

二是待洪水過后，逐根鋼護(hù)筒糾偏并加固，最終通過工字鋼使其連接成整體；

三是處理改善護(hù)筒周圍液化的土壤，保證鋼平臺(tái)的穩(wěn)定。

3 穩(wěn)定鋼平臺(tái)

在收到上游水電站潰壩消息后，為防止鋼平臺(tái)垮塌，采取了4 個(gè)應(yīng)急措施來穩(wěn)定鋼平臺(tái)。

3.1 焊接加固，增強(qiáng)施工平臺(tái)和各護(hù)筒的連接

對14#、15#鋼平臺(tái)進(jìn)行針對性的加固處理，對原有的鋼牛腿進(jìn)行補(bǔ)焊加固，并在護(hù)筒和鋼箱梁之間加焊鋼板（見圖1），鋼箱梁上拉下?lián)?，使施工平臺(tái)最大限度的形成整體結(jié)構(gòu)，以抵御洪峰的沖擊。

圖1 護(hù)筒、牛腿、箱梁間加焊鋼板

3.2 澆筑混凝土，穩(wěn)固鋼平臺(tái)

此時(shí)14#平臺(tái)的2 根樁基正在鉆孔，孔深為46 m、60 m，灌注混凝土到河床面標(biāo)高，加大護(hù)筒自重，并通過混凝土錨固，增加施工平臺(tái)的穩(wěn)固性；15# 平臺(tái)3根樁基正在鉆孔，其中2 根孔深113 m，即將成孔，選取最淺的樁基（孔深94 m）澆混凝土，澆筑時(shí)在河床底部位置放置一節(jié)12 m 長的鋼筋籠，加強(qiáng)其抗彎性能，確保平臺(tái)整體穩(wěn)定。

3.3 上游拋投錨塊，反向拉住鋼平臺(tái)

在偏位的2 個(gè)平臺(tái)上游100 m 處，各拋投自制20 t 混凝土錨塊2 個(gè)，利用固定在鋼平臺(tái)上的沖擊鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)反拉，抵抗水流沖擊（見圖2），每天安排專人檢查平臺(tái)情況及錨固鋼絲繩的松緊情況，必要時(shí)通過卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行微調(diào)，既要保證鋼平臺(tái)被牢牢拉住，又要防止拉力太大而出現(xiàn)鋼絲繩損壞的情況發(fā)生。

圖2 卷揚(yáng)機(jī)反拉自制錨塊，抵抗水流沖擊

3.4 拋填砂袋，保護(hù)河床、穩(wěn)定鋼護(hù)筒

根據(jù)水位及水流速度，在偏位鋼平臺(tái)上游拋填袋裝砂、碎石等（見圖3），對偏位的施工平臺(tái)區(qū)域河床進(jìn)行保護(hù)，前后陸續(xù)投放約2.1 萬袋，利用砂袋沉入鋼平臺(tái)所在的河床部位，將該部位河床保護(hù)起來，減少水流的沖刷，避免泥沙大量流失，同時(shí)能起到穩(wěn)定鋼護(hù)筒的作用。

圖3 偏位鋼平臺(tái)上游拋投砂袋

以上幾個(gè)步驟的實(shí)施，使得在洪峰到來時(shí)施工平臺(tái)未再出現(xiàn)較大的位移，在接下來的8 月中下旬受到更高洪水沖擊時(shí)，施工平臺(tái)仍然穩(wěn)定。

4 鋼護(hù)筒糾偏

4.1 準(zhǔn)備工作

待雨季過去后，根據(jù)鋼平臺(tái)偏位情況，結(jié)合水流水位等條件，選擇從15# 墩鋼平臺(tái)開始，以15-8# 樁鋼護(hù)筒為首個(gè)對象糾偏。該墩鋼平臺(tái)標(biāo)高為+20 m，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為+9 m，施工時(shí)采用上下雙平臺(tái)結(jié)構(gòu)，在+12 m 處設(shè)置小平臺(tái)，各護(hù)筒間采用30# 工字鋼焊接，在低水位鉆孔時(shí)兼顧了孔內(nèi)壓力的問題，同時(shí)其整體的穩(wěn)定性也隨之增加。因此需要在水位下降到+12 m 以下，待底層小平臺(tái)露出水面，流速低于1.5 m/s，才能進(jìn)行鋼護(hù)筒的糾偏。

等待水位下降過程中，對鋼平臺(tái)樁位回填石塊和膨潤土沖鉆，鉆孔至鋼護(hù)筒底口下2 m 位置停止。

4.2 首根鋼護(hù)筒糾偏

（1）加長鋼護(hù)筒、解除上方平臺(tái)的限制

下層平臺(tái)露出水面后，用18 mm 鋼板卷制成直徑2.3 m 的鋼護(hù)筒，糾偏樁位15-8# 鋼護(hù)筒上方焊接護(hù)筒加高4 m，位于糾偏護(hù)筒上游相鄰位置的15-9# 鋼護(hù)筒加高2 m（見圖4），接縫處設(shè)加固鋼板，于15-8# 上游側(cè)和15-9# 下游側(cè)位置各焊接2個(gè)吊耳，用于拉力牽引。15-8# 樁位鋼護(hù)筒上的牛腿及上方鋼平臺(tái)周圍的工字鋼與加固鋼板在焊接完成后逐步切除，確保此護(hù)筒不與鋼平臺(tái)相連接，并根據(jù)偏移量切割平臺(tái)工字鋼及表面鋼板網(wǎng)，且保證此護(hù)筒具有足夠的距離能夠位移到設(shè)計(jì)樁位處（見圖5）。在切除鋼護(hù)筒周圍結(jié)構(gòu)前，確保鋼平臺(tái)的箱梁和鋼結(jié)構(gòu)已連接成整體，拆除后不影響其整體結(jié)構(gòu)平衡。

圖4 下層平臺(tái)露出水面,加長鋼護(hù)筒

圖5 解除護(hù)筒在上方平臺(tái)限制

（2）船機(jī)設(shè)備及人員就位

由2 艘起重船配合，將主吊起重1號(hào)（最大吊重100 t）?？吭诩m偏施工平臺(tái)的下游，起重2號(hào)（最大吊重65 t）靠近在糾偏樁一側(cè)，配合糾偏，如圖6 所示。

圖6 護(hù)筒糾偏平面示意圖

（3）解除下層平臺(tái)連接，開始首根糾偏

人員設(shè)備就緒后，開始首根糾偏，具體過程如下：

a. 使用2 個(gè)10 t 手拉葫蘆掛在15-8# 和15-9#鋼護(hù)筒的吊耳上，拉緊導(dǎo)鏈；

b. 將小平臺(tái)上連接糾偏護(hù)筒的工字鋼切掉，釋放鋼護(hù)筒在小平臺(tái)的受力（見圖7），此時(shí)在手拉葫蘆的拉力下，糾偏護(hù)筒往上游有一個(gè)小幅度的回彈；

圖7 釋放鋼護(hù)筒在小平臺(tái)受力

c. 用起重1號(hào)將180 kW 振動(dòng)錘吊放在鋼護(hù)筒上，調(diào)整好位置后慢慢夾緊鋼護(hù)筒，逐漸收緊手拉葫蘆，15-8# 鋼護(hù)筒慢慢被拉向上游側(cè)，當(dāng)鋼護(hù)筒位移速度變小時(shí)，停止收緊（見圖8）；

圖8 鋼護(hù)筒糾偏立面布置示意圖

d. 啟動(dòng)180 kW 振動(dòng)錘，先進(jìn)行小頻率試振，正常后再逐步提高振動(dòng)頻率，此過程振動(dòng)錘振頻控制在5～25 Hz，以免因?yàn)轭l率過高，而造成糾偏護(hù)筒下沉無法正常糾偏，該過程隨著振動(dòng)錘的振動(dòng)使得糾偏護(hù)筒底部周圍的泥沙逐漸液化，護(hù)筒進(jìn)入河床的部分應(yīng)力逐漸釋放，使傾斜部分逐漸得到糾正，當(dāng)手拉葫蘆導(dǎo)鏈松動(dòng)且鋼護(hù)筒不向上游偏移時(shí)，停止振動(dòng)；

e. 測量糾正距離后，手拉葫蘆再次拉緊，打開振動(dòng)錘，反復(fù)進(jìn)行上述步驟，直到鋼護(hù)筒中心與設(shè)計(jì)樁位中心距離在規(guī)范要求的50 mm 內(nèi)；

f. 再次啟動(dòng)振動(dòng)錘，提高振動(dòng)頻率，把鋼護(hù)筒向下振動(dòng)約2 m，以增強(qiáng)它的承載力；振動(dòng)過程要由專業(yè)測量人員不斷復(fù)測糾偏護(hù)筒的位置與斜率，保證該樁位的準(zhǔn)確（見圖9）；

圖9 測量人員實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證樁位準(zhǔn)確

g. 解除振動(dòng)錘，靜置1 d，觀察此鋼護(hù)筒，沒有出現(xiàn)回彈量，表明該樁位鋼護(hù)筒已被成功糾正過來；

h. 將護(hù)筒與鋼箱梁之間重新焊接鋼板連接（見圖10），并恢復(fù)護(hù)筒四周的鋼平臺(tái)。

圖10 護(hù)筒與鋼箱梁重新焊接鋼板連接

4.3 其它鋼護(hù)筒糾偏

按上述15-8# 鋼護(hù)筒糾偏的步驟，從上游開始三根一組逐根糾偏（見圖11），并在糾偏完成后將三根護(hù)筒用工字鋼焊接成整體，剩下護(hù)筒按上游至下游順序依次糾偏，直至全部恢復(fù)至設(shè)計(jì)樁位，14# 平臺(tái)參考15# 平臺(tái)步驟糾偏。后續(xù)糾偏過程中根據(jù)情況，可邊振動(dòng)邊收緊手拉葫蘆；考慮每個(gè)平臺(tái)上游有兩個(gè)錨碇塊，起重1# 有兩根抽芯纜，可以同時(shí)轉(zhuǎn)移反拉系統(tǒng)至兩根護(hù)筒上，加快糾偏效率（見圖12）；部分樁位亦可采用10 t 鉆頭輔助糾偏（見圖13），通過手動(dòng)沖擊鉆卷揚(yáng)機(jī)控制鉆頭位置并配合10t 手拉葫蘆來調(diào)整輔助拉力的大小；靠上游側(cè)的鋼護(hù)筒糾偏時(shí)，先用40# 工字鋼將上游平臺(tái)焊接成一個(gè)整體，再通過上游焊接的吊耳反拉糾偏（見圖14）。

圖11 三根一組逐根糾偏

圖12 錨碇塊、起重1# 抽芯纜輔助糾偏示意圖

圖13 10 t 鉆頭輔助糾偏

圖14 靠上游側(cè)，通過40# 工字鋼焊接成整體后反拉糾偏

4.4 逐步加固鋼平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)力的轉(zhuǎn)換

隨著后續(xù)糾偏工作的進(jìn)行，施工平臺(tái)的支撐由偏位的護(hù)筒逐漸轉(zhuǎn)移到糾正完成的鋼護(hù)筒上，完成整個(gè)平臺(tái)的糾偏作業(yè)后，將35# 工字鋼焊在鋼護(hù)筒上作為支撐牛腿（見圖15），恢復(fù)下層小平臺(tái)之間的連接，在糾偏后的護(hù)筒之間增加斜撐（見圖16），提高施工平臺(tái)的整體穩(wěn)定性。

圖15 將工字鋼焊在護(hù)筒上作為支撐牛腿

圖16 恢復(fù)下層小平臺(tái)并增加斜撐

5 液化土壤處理改善

土壤液化的三個(gè)必要條件，一是土壤必須由松散的固體顆粒沉積物組成；二是土壤中的地下水必須飽和；三是一定頻率的震動(dòng)[2]。

本工程水下樁基地質(zhì)為純砂層，是細(xì)砂且地下水飽和，自身滿足前兩個(gè)條件，加上180 kW 振動(dòng)錘的震動(dòng)通過鋼護(hù)筒傳遞給接觸部分的土壤，模擬地震頻率使得土壤局部發(fā)生液化，再輔以外部拉力，使得鋼護(hù)筒成功被糾偏。

后期鉆孔接近護(hù)筒底口時(shí)，回填石塊、膨潤土后再鉆進(jìn)，石塊被10 t 沖擊鉆頭打成碎石擠密孔壁土壤，使護(hù)筒底口部位土壤中的水分排出，膨潤土調(diào)漿后形成的泥皮又保護(hù)了孔壁，必要時(shí)，通過加入水泥、火堿來改善孔內(nèi)泥漿的粘度和PH 值，使得鋼護(hù)筒接觸部位液化的土壤得以改善，充分保證了護(hù)筒的穩(wěn)定性，可以有效預(yù)防后續(xù)施工過程中鋼平臺(tái)下沉、傾斜等情況的發(fā)生。

6 結(jié) 語

在這場突如其來的洪水中，項(xiàng)目部采取有效措施，成功穩(wěn)住了主墩的幾處水上施工平臺(tái)，避免了較大損失；又根據(jù)土壤液化等原理，在不調(diào)用大型打樁船、不影響工期、保證后續(xù)施工安全的情況下，利用既有材料設(shè)備和人員，歷時(shí)一個(gè)月時(shí)間，順利完成了水上施工平臺(tái)20 根直徑2.3 m 鋼護(hù)筒的糾偏工作，并最終得到了業(yè)主和監(jiān)理單位的認(rèn)可，通過這一工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為今后同類問題的處理提供了依據(jù)和參考。