淺談江水中橋梁深水樁基礎的施工技術

浦貴安

（中鐵十一局第五工程有限公司，重慶）

0 引言

某江特大橋深水樁基礎的鋼棧橋橋面高度確定要合理，結合當地的防洪度汛要求，又要有利于后續水中承臺開挖施工。某江特大橋鋼板圍堰的結構形式的選擇、鋼板圍堰的下放施工控制、鋼板圍堰的封底施工技術、鋼板圍堰的體系轉換施工技術、鋼板圍堰的焊接質量施工技術等屬某江特大橋深水基礎施工的關鍵技術范圍。

1 防洪度汛要求

某縣某江特大橋處于某縣水庫與喜河水庫之間，根據當地往年汛情情況于每年5月底至9月底為防洪度汛期，為確保某江特大橋的施工安全，進行深水基礎施工時必須有效的避開汛期，某江特大橋鋼棧橋施工開始時間是2015年4月，當施工至3#-4#墩支棧橋時，出現洪水汛情，施工須及時積極組織防護救援工作，最大限度的降低洪水造成的損失，確保洪水期間無人員傷亡及大型機械損壞。

2 鋼棧橋橋面標高分析

2.1 防洪度汛要求

鋼棧橋設計控制荷載為75t 履帶吊機荷載，為滿足防洪及鋼棧橋穩定要求，鋼棧橋橋面標高為370.46。根據某縣水利部歷年水位觀察記錄，某江特大橋所處水位常水位為360.36m，經觀察實際施工過程中最高水位均低于362m，鋼棧橋橋面標高370.46 滿足要求。

2.2 鋼棧橋橋面標高與后期水中承臺開挖清底

某縣某江特大橋深水基礎施工過程中，承臺施工的開挖清底工作是一項較困難的施工工序，水中承臺清底通常情況下，可采用長臂挖機清底以及吸泥設備清底，根據4#墩承臺清底所采用的吸泥設備及長臂挖機清底效果，選用長臂挖機清底效果較為良好。承臺開挖清底采用長臂挖機開挖需要在某江特大橋搭設一個牢固寬松的作業平臺，并且該作業平臺的搭建也是某江特大橋承臺開挖的難點之一，當鋼棧橋橋面標高合適的情況，可將鋼棧橋作為長臂挖機開挖清底作業平臺。

通過談論分析，長臂挖機作業平臺在某江特大橋施工時可采用三種方式搭建，分別是：（1）在某江特大橋承臺邊緣填土筑島、（2）在某江特大橋樁基鋼護筒上搭建作業平臺、（3）降低某江特大橋棧橋面標高，以鋼棧橋作為開挖的作業平臺。實際施工時4#墩承臺開挖清底時采用承臺邊緣填土筑島結合在樁基鋼護筒上搭建作業平臺的方式施工，5#墩承臺開挖清底采用樁基鋼護筒上搭建作業平臺的方式施工。某江特大橋樁基鋼護筒上的作業平臺搭建方式為在鋼護筒上安裝I16 工字鋼作業分配梁，然后在工字型鋼上安裝某江特大橋隧道仰拱的棧橋。

在確定某江特大橋鋼棧橋橋面標高時，基于后期承臺開挖要求，可適當降低鋼棧橋橋面的標高。設計常水位360.36，前期確定鋼棧橋標高時，若將鋼棧橋面標高設定為363.5m，承臺底標高348.1m（設計變更后），采用臂長18m 長臂挖機進行承臺開挖清底，開挖深度15.4m，可滿足施工要求，棧橋橋面標高可滿足該橋的后期承臺開挖清底，則將降低長臂挖機在水上作業的安全風險，提高水上作業的施工作業速度，同時方便后續的開挖渣土運出到場地外面。

3 鋼板圍堰結構形式的選擇以及實際施工分析

3.1 深水基礎圍堰類型選用

某江橋某江水深在5～6m 以上，就不能采用一般的土圍堰，木板樁圍堰等防水技術施工的水中基礎。某江特大橋常用的圍堰形式有土石型圍堰、板樁型圍堰、單壁型鋼板圍堰以及雙壁型鋼板圍堰。其中土石型圍堰主要適用于某江水深較淺并且對某江的通航要求較低的時候；板樁型圍堰分為鋼板樁形式和鋼筋混凝土板樁形式，兩種均不適用于某江河床覆蓋層薄且河床基巖堅硬情況；單壁形式鋼板圍堰及雙壁形式鋼板圍堰主要是用于某江河床的覆蓋層較薄且江底部巖石堅硬情況，不同的是雙壁型的鋼板圍堰由于其側板的剛度性能較大，更宜用于某江江水中水深較深情況。

某江特大橋常年水深5～12m，最大水深13m，其中4#墩河床基巖傾斜，5#號墩河床面基巖較平整。由于雙壁型鋼板圍堰具有強度剛度均較高的雙壁的鋼殼，可承受橋梁深水的圍堰內外水頭的差壓力，施工時基本不受該橋墩位處水深的限制，另外雙壁型的鋼板圍堰的上部均能重復的使用，可充分發揮材料的利用率。4#、5#墩采用吊箱雙壁型的鋼板圍堰，而吊箱雙壁型的鋼板圍堰分帶刃腳型鋼板圍堰和無刃腳型鋼板圍堰。

3.2 某江特大橋雙壁型的鋼板圍堰的分析

某江特大橋雙壁型的鋼板圍堰主要分帶刃腳雙壁型的鋼板圍堰和吊箱雙壁型的鋼板圍堰，帶刃腳的雙壁型的鋼板圍堰又分平刃腳雙壁型的鋼板圍堰、高低刃腳雙壁型的鋼板圍堰、傾斜刃腳雙壁型的鋼板圍堰，某江特大橋施工對這幾種圍堰類型進行簡要分析。

3.2.1 平刃腳雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋平刃腳雙壁型的鋼板圍堰施工方案：采取水下爆破將某江特大橋墩位處的河床面全面爆破整平，利用水上清碴和吸泥設備將水下的爆碴及淤泥全部清除，在爆平的基巖上采用雙壁型的鋼板圍堰施作水下基礎。采取江水下爆破的方法將該江河床面整平以后再施作雙壁型的鋼板圍堰的方案；而且在江水深水中采用水下爆破作業的工作難度還是比較大，很難達到預期效果，且用時會一定程度上影響該橋梁的施工工期。

3.2.2 某江特大橋高低刃腳雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋對江水下河床和基巖進行局部的水下爆破，采用高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰施作水下基礎。施工的爆破、清碴量相對減小，費用增加不大。采用高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰對水下爆破要求高，在深水中爆破難以達到預期效果；高低刃腳的雙壁型的鋼板圍堰座落在軟弱不均的江水河床面上，由于受力的不均可能造成雙壁型的鋼板圍堰傾斜,雙壁型的鋼板圍堰的刃腳需作特殊處理。

3.2.4 采用鋼吊箱雙壁型的鋼板圍堰方案

某江特大橋利用舟橋設備搭設水上作業平臺，先鉆孔成樁，再用鋼吊箱封底、抽水施作承臺、墩身。避免采用大量江水下爆破及水下清碴，實際清渣較多。缺點：（1）吊箱雙壁型的鋼板圍堰主要針對高樁的承臺而設計，某縣某江特大橋4#、5#墩基礎設計相對于河床面為低樁形式的承臺，按設計變更抬高承臺底標高（4#墩承臺底抬高2m、5#墩承臺底抬高1.5m）后仍然屬于底樁承臺，如果繼續變更提高承臺標高，枯水期承臺露出水面可能影響航運，在設計變更以及與地方航運管理部門協商均有較大困難。（2）采用吊箱雙壁型的鋼板圍堰須對河床進行清渣，實際施工時，4#、5#墩河床底所需要清渣狀況。某江特大橋吊箱雙壁型的鋼板圍堰在進行施工時承臺清底是一項工作量較大的工作，在清底時，可采用長臂挖機及吸泥設備清底，4#墩采用了這這兩種方法清底，長臂挖機在水上作業平臺上開挖清底時間約1 個多月.5#墩采用長臂挖機清底時吸取4#墩經驗，長臂挖機開挖清底較為徹底，鋼板圍堰下放時順利。

本文主要對某縣某江特大橋深水基礎施工中實際所遇到的問題進行了分析和總結，介紹了江水深水樁基礎施工的鋼棧橋施工、鋼板圍堰施工，有望能為江水中深水樁基礎的施工提供一定的經驗。