跨海大橋淺覆蓋層斜巖面深水樁基礎施工技術

史歡歡 胡長庚 李永權 吳凱軍(中交二公局第一工程有限公司,湖北武漢 430056)

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跨海大橋淺覆蓋層斜巖面深水樁基礎施工技術

史歡歡 胡長庚 李永權 吳凱軍
(中交二公局第一工程有限公司,湖北武漢 430056)

【摘 要】八尺門大橋位于淺覆蓋層傾斜巖面,插打棧橋鋼管樁,研究采用縮短跨徑、鉆小孔鋼管樁錨固等方法,解決鋼管樁穩定性難題;插打鋼護筒,研究采取護筒二次跟進的施工技術,解決護筒漏漿、穩定性差的難題;鉆孔灌注樁施工,研究采用大噸位沖擊鉆、小沖程、回填復沖的技術,找平巖面后,再正常鉆進,解決漏漿、偏鉆、卡鉆的難題。

【關鍵詞】海水 淺覆蓋層 斜巖面 鋼管樁 護筒 樁基

1 國內外研究發展概況

我國沿海交通發展較快，我國建設者同時越多參與國內外跨海大橋的建設，針出現的淺覆蓋層、斜巖面、深水潮流等地質和水文情況，進行研究，創造科學的造橋技術，確保施工質量和安全。

2 工程概況

2.1 項目簡介

八尺門大橋位于福鼎市沙埕港八尺門內灣，全長526.959m，主橋橋跨布置為(33+67+200)米獨塔斜拉橋。主墩基礎采用12根φ2.5m嵌巖樁基礎，高樁承臺。本項目樁基工程包含：鉆孔灌注鉆孔樁、鋼管樁、鋼護筒等。

2.2 氣候條件

福鼎市受亞熱帶季風影響明顯。橋址區域潮流正規半日潮，屬半日潮性質，每天潮漲潮落2次，每月的農歷初三、初十八漲潮落潮最為劇烈。歷史最高潮位4.63m，最低潮位-3.5m。最深處海水深度一般為16.0～22.5m之間。

2.3 工程地質情況

主墩海床基巖硬度高，且呈斜巖分部，從上之下依次為①含碎石淤泥；② 碎石；③碎塊狀強風化凝灰熔巖；④中風化凝灰熔巖；⑤微風化凝灰熔巖。

3 淺覆蓋層傾斜巖面鋼棧橋施工技術

3.1 鋼棧橋布置

八尺門跨海棧橋全長342m。一般寬度6.4m，局部加寬為12.8m。棧橋與平臺之間設置支棧橋。棧橋采用φ720×10mm、φ820×10mm鋼管樁排架基礎。樁間設2[20型鋼平聯。樁頂橫梁為2I45，縱梁采用貝雷桁架，鋪640×200×20cm的鋼筋混凝土預制橋面板，臨邊設置安全防護欄。

3.2 淺覆蓋層斜巖面海中鋼管樁安裝方案比選

本地區覆蓋層較淺，巖面傾斜且堅硬，海下地形復雜，鋼管樁插設達不到設計嵌入深度，為確保穩定性，根據實際的情況，須采取加固措施，并通過比選，確定最佳方案。(如表3-1)

3.3 鋼管樁施工安裝

采用履帶吊+振動沉樁錘插打，測量定位，通過導向架進行插打限位。振動下沉。針對傾斜巖面，采取鉆小孔鋼管樁錨固法對鋼管樁樁底加固，確保穩定。鋼管樁插打完成后，立即進行樁間剪刀撐、平聯、樁頂橫梁施工。

4 淺覆蓋層斜巖面主墩鉆孔平臺施工技術

4.1 主墩鉆孔平臺結構設計

2#主墩鉆孔平臺尺寸為24m×34.4m。鉆孔平臺采用φ720× 10mm鋼管樁和φ2800δ20mm鋼護筒聯合組成受力結構。由于處于淺覆蓋層傾斜海床，鋼護筒安裝須采取加固措施。

4.2 淺覆蓋層斜巖面海中鋼護筒安裝方案比選

主墩海床覆蓋層較淺，巖面傾斜且堅硬，鋼護筒一側與傾斜巖面呈點接觸，另一側鋼護筒邊口懸空于傾斜巖面的上方，會導致：鉆孔漏漿，護筒易偏位、主墩樁基缺陷。經比選，采用二次跟進技術安裝鋼護筒。

4.3 鋼護筒加工及防腐

鋼護筒受海水浸泡的部位須進行防腐處理，防腐采用普通型單層環氧粉末涂層(≥300μm)。外涂層鋼管的型式檢驗項目按復合三層進行。外表面涂敷之前，清除表面的油、油脂、雜質干凈。

4.4 鋼護筒安裝及二次跟進技術

初次安裝時，利用50t履帶吊配合DZJ150型打樁錘振動下沉，設置導向架引導鋼護筒下沉。保證護筒下沉過程中的垂直度。護筒遇到傾斜巖層后，無法繼續下沉，停止插打，將護筒與平臺聯成整體后，開始初次鉆孔。

將沖擊鉆頭加焊錘牙，使鉆錘直徑加大到比鋼護筒直徑小8cm，開始鉆擴孔施工，鉆進到巖面最低側以下1m后，停止鉆進，移走鉆頭和鉆機。安裝導向架，接高鋼護筒，內外連續滿焊，并焊加勁板。

二次插打鋼護筒，插進擴孔后的孔中，沉插到位后，向內回填片石和黃泥。防止鋼護筒產生向孔內卷邊和變形，利用沖擊壓力將變

表3-1 鋼管樁在淺覆蓋層傾斜巖面的安裝方案比選表

形擠正。回填黃泥的作用是填塞護筒和擴孔巖壁間的縫隙。反復回填復沖2～3次后，護筒穩定且達到設計的安全深度后，開始正常鉆進。

5 淺覆蓋層斜巖面深水樁基礎鉆孔灌注施工技術

5.1 沖擊鉆孔

本橋選用JL-15沖擊鉆，根據本工程地質特點及具體情況，采用正循環沖擊鉆孔工藝。

5.2 鉆孔檢查及清孔

鉆孔深度達到設計標高后，采用探孔器檢測孔徑、孔壁形狀和垂直度，合格后，進行清孔作業。本項目采用抽漿法清孔：終孔后，以導管作為吸泥管，清孔完畢后，將彎管拆除即可開始灌注水下混凝土。

5.3 鋼筋制作與安裝

鋼筋籠分段匹配加工，吊放時接長。聲測管與鋼筋籠同步安裝，固定牢靠。吊放時接長，鋼筋籠頂面與護筒之間焊限位架，防止鋼筋籠偏位及上浮。

5.4 導管安裝及水密性實驗

導管使用前要進行水密承壓試驗，檢查合格后下放導管。導管安裝時應逐節量取導管實際長度，做好記錄，砼灌注過程中，控制好埋管深度。

5.5 二次清孔

導管下放到位后，進行孔底沉渣檢測，若沉渣厚度偏大，采用氣舉反循環二次清孔，合格后，立即拆除吸泥彎頭，開始澆注水下混凝土。

5.6 混凝土灌注

樁基混凝土灌注采用垂直提升導管法施工，灌注設備主要由導管、混凝土儲料斗、溜槽、漏斗等組成。一般情況下導管埋深控制在2～6m。

5.7 基樁檢驗

采用超聲波測試儀，檢測樁體砼的內在質量。

6 結語

跨海大橋淺覆蓋層傾斜巖面深水基礎情況復雜，須綜合勘測和研究地形、地質、水文、通航、臺風、汛情等資料，結合設計圖紙及現場實際，對不同的樁基采取合理有效的施工技術，本項目研究采用縮短跨徑、鉆小孔鋼管樁錨固等方法，解決了斜巖面鋼管樁穩定性難題；研究采取護筒二次跟進的施工技術，解決了斜巖面護筒漏漿、穩定性差的難題。