淺談京福客專豐溪河特大橋水中基礎(chǔ)施工

張亞鳳

摘 要：本文結(jié)合京福客專豐溪河特大橋的施工實踐，就客運專線特大橋水中基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：特大橋；水中基礎(chǔ)；關(guān)鍵工序；技術(shù)控制

京福客運專線途經(jīng)安徽省中南部、江西省東部、福建省東北部地區(qū)，線路全長806.27km，橋隧總長673.285km，橋隧比為83.5%。豐溪河特大橋長7390.78m，為全線最長橋。

由中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司承建。豐溪河特大橋跨越豐溪河，水中墩施工采用施工棧橋、鉆孔平臺方案，承臺采用鋼板樁圍堰施工。

豐溪河特大橋橋址處地勢起伏不大，主要為跨越豐溪河及皂頭鎮(zhèn)而設(shè)，橋址處多為河流，農(nóng)田，房屋及縱橫交錯的道路。合肥臺植被茂密，且橫坡較陡。福州臺植被茂密，山上多為果園。全橋有連續(xù)梁5處，其余孔跨采用標(biāo)準(zhǔn)跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁。本橋24、32m簡支箱梁在制梁場預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)施工。現(xiàn)就水中基礎(chǔ)施工關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行介紹。

1.施工棧橋

棧橋分別由豐溪河兩岸引出，按要求留出航道。棧橋承載力應(yīng)滿足履帶吊在橋面行走及起重和8m3混凝土罐車錯車要求。棧橋的平面位置不得妨礙鉆孔樁施工及承臺施工，能夠滿足整個施工期間的要求。

施工時，在棧橋前端安裝導(dǎo)向架，起吊鋼管樁，順導(dǎo)向架插入河中，在樁頂安裝振動打樁機(jī)，錘打下沉鋼管樁，直到入土深度和貫入度達(dá)到設(shè)計要求。安裝樁間聯(lián)結(jié)系和樁頂桿件，懸拼棧橋主梁。棧橋用萬能桿件拼成，每樁位處有單排三根直徑φ60厘米，δ=10毫米的鋼管樁，上設(shè)分配梁，橫向設(shè)聯(lián)結(jié)系聯(lián)結(jié)，棧橋頂面設(shè)運輸通道，棧橋從兩端向中間施工。

2.鉆孔平臺

鉆孔平臺主要由支撐鋼管樁、鋼管平聯(lián)、斜撐、上下分配梁、次梁、木跳板組成，鉆孔平臺由Φ800mm、10mm厚支撐鋼管樁支撐，采用Φ600mm、8mm厚鋼管作平聯(lián)，以提高平臺整體穩(wěn)定，增加鋼護(hù)筒下沉?xí)r導(dǎo)向長度；鉆孔平臺采用主、次梁結(jié)構(gòu)，從下至上依次為下層分配梁I56a、上層分配梁I32a、I12.6次梁。在次梁上鋪設(shè)木跳板。為確保施工人員安全，在平臺四周設(shè)置安全防護(hù)欄桿，欄桿高1.2m，采用Φ48mm鋼管焊接而成。平臺上布置鉆機(jī)、泥漿泵、配電柜及小型材料、設(shè)備堆放處等，

2.1鋼管樁在鋼結(jié)構(gòu)加工場制作，用汽車運至施工現(xiàn)場

采用WD-50吊機(jī)配DZ-90振動錘下沉鋼管樁，用兩臺經(jīng)緯儀前方交會，控制鋼管樁偏位及垂直度，采用一臺精密水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高，沉樁以標(biāo)高控制。鋼管樁下沉到位后，割去樁頭，焊接樁帽，利用WD-50吊機(jī)吊安下分配梁、上分配梁、次梁就位、焊接固定，鋪設(shè)木跳板形成鉆孔平臺。

鋼護(hù)筒施工

2.2鋼護(hù)筒制作、運輸

鋼護(hù)筒采用16mm厚Q235b鋼板卷制而成，在其頂、底口增設(shè)1m長、16mm厚的加強箍。鋼護(hù)筒在鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工，汽車運至施工現(xiàn)場。

2.3導(dǎo)向架結(jié)構(gòu)

導(dǎo)向架設(shè)計為點接觸式導(dǎo)向架。上層導(dǎo)向架設(shè)加強支架，支架與平臺間采用螺栓連接，導(dǎo)向架頂、底角部四個方向各設(shè)1個10t手拉葫蘆，確保架體穩(wěn)定。下導(dǎo)向架與鉆孔平臺平聯(lián)之間采用型鋼固定。上、下導(dǎo)向架之間用螺栓連接，以便于裝拆。護(hù)筒下沉前測量放出導(dǎo)向架的平面位置，然后導(dǎo)向架就位，調(diào)整導(dǎo)向架的垂直度。導(dǎo)向架上口用10t手拉葫蘆與平臺成30°在四個方向固定。

2.4鋼護(hù)筒下沉

鋼護(hù)筒利用汽車吊配合接長，導(dǎo)向振動下沉。施工前先根據(jù)導(dǎo)向架高度、河床標(biāo)高計算確定首節(jié)鋼護(hù)筒長度，首節(jié)長度必須使鋼護(hù)筒第一次下沉后有足夠的嵌固深度，同時方便護(hù)筒對接，再將首節(jié)鋼護(hù)筒在現(xiàn)場對接成型后，整體吊裝進(jìn)入導(dǎo)向架內(nèi)，上好鎖口拉桿，護(hù)筒緩慢下滑，直至入泥穩(wěn)定。之后安放振動錘，測量護(hù)筒垂直度，進(jìn)行點振，再次測量觀察護(hù)筒垂直度和平面位置，滿足要求后，施振至導(dǎo)向架頂口上1m左右的位置。起吊安裝下節(jié)護(hù)筒，對接后進(jìn)行第二次施振，依此類推直至護(hù)筒下沉到位，然后從設(shè)計標(biāo)高處割除多余的鋼護(hù)筒后，進(jìn)行鉆孔樁施工，鉆孔樁施工方法詳見“3.2.3.2.鉆孔樁”相關(guān)部分。

3.鋼板樁圍堰

鋼板樁圍堰是最常用的一種板樁圍堰。鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，有各種大小尺寸及聯(lián)鎖形式。常見的有拉爾森式，拉克萬納式等。 組成：鋼板樁主要包括薄板樁、組合支撐樁和管狀支承樁。鋼板樁圍堰的優(yōu)點：強度高，容易打入堅硬土層；可在深水中施工，必要時加斜支撐成為一個圍籠；防水性能好；能按需要組成各種外形的圍堰，并可多次重復(fù)使用。對鋼板樁圍堰所采用的鋼板樁要根據(jù)地質(zhì)資料情況、水深、流速等受力情況，結(jié)合鋼板樁的特性、以及作業(yè)條件決定選用鋼板樁的類型，通過計算確定其長度，并進(jìn)行圍堰的加固計算。

3.1鋼板樁的打入

采用振動打樁機(jī)械設(shè)備。單樁逐片打入法施打鋼板樁。

先由測量人員定出鋼板樁圍堰的軸線，可每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向樁，導(dǎo)向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線；

準(zhǔn)備樁帽及送樁：打樁機(jī)吊起鋼板樁，人工扶正就位；

單樁逐片連續(xù)施打：為保證鋼板樁在施工過程中能順利進(jìn)尺，并增加鋼板樁在使用時防滲性能。在每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油，其體積配合比為黃油：干膨潤土：干鋸沫=5：5：3。打樁時注意樁頂高程不宜相差太大。打樁過程中有時遇上大的塊石或其它不明障礙物，導(dǎo)致鋼板樁打入深度不夠，則采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過障礙物。

3.2抽水

待鋼板樁施工完畢即可進(jìn)行抽水，在抽水過程中要及時對圍堰支撐加固，同時對鋼板樁頂?shù)奈灰七M(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)樁頂向基坑內(nèi)的偏移量穩(wěn)定在2cm以內(nèi)，說明堰體是穩(wěn)定的。

基坑抽水時，在抽水的同時施行適當(dāng)?shù)亩侣┐胧ｄ摪鍢舵i口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，可在圍堰外撒大量細(xì)煤渣、木屑、谷糠等細(xì)物，借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水，或者在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫進(jìn)行封堵。

在水抽干后，即可人工挖泥，或采用高壓水槍配合砂石泵吸泥至設(shè)計標(biāo)高，之后回填片石，澆注混凝土硬化基底，鑿樁后進(jìn)行承臺施工。承臺施工方法參見“3.2.3.3.承臺”相關(guān)內(nèi)容。

3.3拔樁

水下基礎(chǔ)施工完成后就可拔樁。先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動1min～2min，使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。

3.4鋼板樁的施工中遇到的問題及處理

由于河床地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用如下幾點辦法解決 ：

一是鋼板樁擠進(jìn)過程中受到石塊等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進(jìn)行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.0m，再往下錘進(jìn)，如此上下 往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石被振碎或使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。

二是鋼板樁沿軸線傾斜度較大時，采用異形樁來糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁，異形樁可根據(jù)據(jù)實際傾斜度進(jìn)行焊接加工；傾斜度較小時也可以用卷揚機(jī)或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。

三是在基礎(chǔ)較軟處，有時發(fā)生施工當(dāng)時將鄰樁帶入現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起，并且在施打當(dāng)樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟(jì)減少阻力。

4.結(jié)語

通過對關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司施工的京福客運專線豐溪河特大橋的水中基礎(chǔ)施工合格率為100%，優(yōu)良率98%，完全滿足了設(shè)計要求，并為今后的類似施工積累了豐富經(jīng)驗。