溫州七都大橋北汊橋主墩樁基施工關鍵技術研究

鄧 文 武

(上海市基礎工程集團有限公司，上海 200433)

1 工程概況

溫州市七都大橋北汊橋工程主墩承臺設置29根φ2.5 m的鉆孔灌注樁基礎，樁長97.9 m，樁基持力層為⑥4卵石層。主墩樁基鋼護筒直徑2.8 m，長度42.3 m，壁厚20 mm，鋼護筒材質為Q345C，鋼護筒作為樁基受力的安全儲備。鋼筋籠縱向主筋為直徑36 mm的HRB400鋼筋，螺旋箍筋采用直徑12 mm的HPB鋼筋，頂部48 m范圍采用雙層鋼筋布置，一套鋼筋籠總重72 t。

2 自然條件

2.1 地質條件

七都大橋北汊橋跨越甌江，上部為沖海積粉砂、細砂、中砂(②2層)，稍密～中密狀，性質較差，局部夾淤泥質土。其下為海積淤泥、淤泥質粘土(②3層)，軟塑，性質較差，總厚度6 m～23 m；中下部分布三層沖積卵礫石，間夾沖湖積、海積粘性土，其中④4層卵礫石呈中密～密實狀，厚度15.0 m～17.0 m，該層局部下臥灰色軟塑狀粉質粘土；⑤4層卵礫石呈中密～密實狀，層厚24.0 m～26.0 m；⑥4層卵礫石層層位穩定，密實狀，厚度34.2 m～43.1 m，工程性質較好，為主墩樁基持力層，卵礫石夾粘性土透鏡體。

2.2 水文條件

七都北汊大橋橋位處江面寬約950 m，其中灘涂寬約100 m，橋位處一般水深在4.0 m～10.0 m左右，水深大于5.0 m深槽寬約770 m，最大水深13.2 m左右，兩岸橋頭地形平坦。橋址斷面實測的最大落潮測點流速2.01 m/s，最大漲潮測點流速2.10 m/s，最大潮差為5 m～6 m。

3 樁基施工中的關鍵技術環節

3.1 棧橋及鋼平臺搭設

本工程采用先搭設棧橋及鋼平臺，再進行鋼護筒打設及樁基施工工藝[1]。棧橋及鋼平臺采用鋼管(斜支撐)+主橫梁+貝雷片+分配梁+面板的形式。棧橋寬8 m，選用φ800×10 mm鋼管，縱橋向12 m一排，橫向間距3 m共3根樁，樁長40 m～45 m，確保入土達到30 m。橫梁采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，貝雷片為321型貝雷片，位于履帶行走位置各對稱布置4片貝雷片，分配梁采用Ⅰ25a工字鋼，橋面為Ⅰ10工字鋼+1cm鋼板，Ⅰ10工字鋼間距25 cm均布，鋼板防滑。

3.2 鋼護筒打設

主墩鋼護筒總長為42.3 m，永久段護筒長37.7 m，壁厚2 cm，措施段護筒為4.6 m，壁厚1.4 cm。制作過程將護筒分2節，下節為27 m，上節為15.3 m。鋼護筒吊裝至平臺后，采用厚型輪胎作為翻轉襯墊，護筒一側兩點起吊緩慢翻轉，如圖1所示。

鋼護筒打設采用雙層導向架作為輔助，每層布置4個千斤頂[2]。采用經緯儀測兩個方向垂直度，千斤頂糾偏，確保上下口水平偏差在2 cm～3 cm后，履帶吊帶力下放護筒，如圖2所示。

3.3 成孔設備比選

根據以往類似工程的樁基施工，采用回旋鉆機成孔的施工案例較多[4,5]。本工程由于地質條件復雜、成孔深度大、工期緊張等因素，選取了三種成孔工藝進行了比選(見表1)：ZSD300回旋鉆機成孔、SH36+ZSD300回旋鉆機結合成孔、SH46旋挖機成孔(見圖3)。

表1 樁基成孔設備比選

根據試樁及工程實際經驗，本工程主墩工程樁采用了SH46旋挖機一次性成孔施工。實際施工過程中，SH46旋挖機單樁成孔時間為2.8 d，成孔檢測的垂直度、孔徑以及孔深都能滿足設計要求。

3.4 泥漿制備及存儲

旋挖機成孔工藝泥漿的性能以及孔壁質量是成樁的關鍵因素[6]。本工程泥漿采用優質膨潤土人工造漿。泥漿比重控制在1.15～1.18之間，黏度為24 s～28 s。

泥漿存儲主要為陸上泥漿池存儲和未施工護筒存儲[7]，由于施工過程中泥漿滲漏，現場泥漿存儲量需達到1 000 m3以上(見表2)。

表2 膨潤土泥漿配合比

3.5 鋼筋籠加工及安裝

主墩鋼筋籠總重72 t，共9節，主筋直徑為36 mm，頂部48 m范圍采用雙層鋼筋布置，內層為40根，外層為80根，共120根。鋼筋加工場內設置48 m半圓形胎架，每隔2 m定位加強箍[8]。鋼筋籠吊點位置加強箍采用六角鋼筋支撐，其余位置為三角支撐[9]，如圖4所示。

鋼筋籠下放使用2 m×2 m的方形吊具，如圖5所示。鋼筋籠固定采用定制圓形籠固定架，每節鋼筋籠安放到位時利用8塊插板將鋼筋籠固定在孔口，如圖6所示。

4 施工過程中出現的問題及解決措施

4.1 鋼護筒打設遇到卵石層，難以下沉

鋼護筒打設遇卵石層難以下沉，將高出平臺的鋼護筒進行割除，采用旋挖鉆進行引孔施工到位后，再次焊接原切割的鋼護筒，振動錘打設到位。

4.2 鉆孔過程卵石層難鉆進，易出現嚴重漏漿

旋挖機成孔至卵石層后，為避免出現漏漿現象，需時時關注泥漿液面，一旦出現漿面下降，立即停止鉆孔。同時往護筒內補漿，絕不能出現護筒內泥漿滲漏完。

4.3 鋼筋籠吊筋的固定端設計

鋼筋籠下放到位后，需要采用吊筋固定。1套鋼筋籠由4套吊筋系統受力固定。結構形式為鋼板兩側焊接2個短鋼管，吊筋從鋼管內穿出后由套筒擰緊固定，由鋼筋、鋼板及短鋼管形成的類似于吊耳的結構倒掛在固定架的插銷上，形成鋼筋籠的固定，如圖7所示。

5 結語

水中大直徑樁基施工過程中，棧橋及鋼平臺搭設、鋼護筒打設、旋挖鉆成孔、泥漿護壁、鋼筋籠下放都是關鍵的技術環節。棧橋及鋼平臺必須滿足履帶吊吊裝鋼筋籠，旋挖機成孔站位等重負載工況。鋼護筒打設必須滿足垂直度要求，本工程鋼護筒垂直度控制于5‰以內。采用大型旋挖鉆運用于此類大直徑水中樁基，不僅提高了施工效率和機械化程度，更好地保證了樁基質量。鋼筋籠采用長線法胎架制作，保證鋼筋籠垂直度及對接精度。自行設計加工的吊具、固定架以及吊筋系統等設備，保證鋼筋籠下放的效率及安全。