淺談老橋拆除遺留建渣影響下的新橋原位重建水中基礎(chǔ)施工方法

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司大橋工程分公司，四川 成都 610071）

0 引言

江西吉安贛江大橋老橋于2018年9月28日整體爆破拆除，位于贛江河道中的梁板墩柱，爆破后使用駁船利用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行建渣清理。本橋是在贛江大橋老橋原址上重建，因老橋爆破建渣未完全清理干凈，河床及河床下覆蓋層存在大量鋼筋混凝土塊、散落鋼筋及鋼絞線，為確保重建橋梁位于贛江河道中的水中基礎(chǔ)順利施工，因此須結(jié)合老橋拆除遺留建渣新橋原位重建的特點(diǎn)，考慮地質(zhì)、水文等綜合因素，對(duì)原設(shè)計(jì)圖中的雙壁鋼圍堰施工方法進(jìn)行優(yōu)化。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

新建江西吉安贛江大橋位于江西吉安市中心，為東西兩岸青原區(qū)與吉州區(qū)重要過(guò)江通道，橋梁垂直跨越贛江，路線全長(zhǎng)2211m；其中主線橋長(zhǎng)度1501.2m，跨越贛江通航孔主橋采用75+2×120+75m 四跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，主橋長(zhǎng)度390m；下部結(jié)構(gòu)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)；新建大橋的16～29 號(hào)墩合計(jì)14 個(gè)墩位于贛江河道中，水中基礎(chǔ)數(shù)量較多，其中主橋的21～25 號(hào)墩位于贛江通航河道中心；部分承臺(tái)埋置于覆蓋層內(nèi)，水深約3.5～8.5米，河床覆蓋層為卵石土，厚度3～7m，粒徑較均勻，最大約50mm。

1.2 原設(shè)計(jì)施工工藝概況

水中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖施工方案為，河道中搭設(shè)主棧橋，在各個(gè)墩位處搭設(shè)支棧橋，利用支棧橋搭設(shè)平臺(tái)先行施工樁基；樁基施工完成后，拆除鉆孔平臺(tái)，在樁基鋼護(hù)筒上焊接牛腿，作為鋼圍堰的拼裝平臺(tái)，拼裝完成后配重下放雙壁鋼圍堰直到圍堰著床；鋼圍堰著床后，采用吸泥機(jī)吸泥下沉雙壁鋼圍堰至河床以下封底混凝土底標(biāo)高；圍堰到達(dá)標(biāo)高后，對(duì)圍堰內(nèi)再次吸泥，清理平整基底到封底混凝土底標(biāo)高；一次性澆筑水下封底混凝土。

2 施工工藝優(yōu)化

2.1 老橋拆除遺留建渣探測(cè)

考慮到原老橋拆除使用的整體爆破，導(dǎo)致大量建渣散落在河床中，使用清渣船進(jìn)行了清理，但還會(huì)遺漏建渣在河床上，且使用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行水下清理時(shí)，會(huì)將散落在河床中的建渣下挖帶至河床以下。經(jīng)歷2019年汛期，部分建渣受洪水影響，埋置于河床覆蓋層以下。綜上情況，施工前使用了水下攝像頭超前探查，對(duì)各墩位水下基礎(chǔ)覆蓋范圍附近區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)遺留有大量的老橋拆除建渣，或直接散落在河床上，或一部分在河床上一部分在河床覆蓋層內(nèi)，鋼筋及鋼絞線插落在河床面以上。

圖1 水下河床面老橋建渣照片

2.2 水中基礎(chǔ)施工圍堰形式的優(yōu)化選取

由于老橋拆除遺留建渣的影響，原設(shè)計(jì)的雙壁鋼圍堰可實(shí)施性較差，原因如下：①、鋼圍堰拼裝完成下放著床后，受河床面及河床面以下覆蓋層遺留的建渣影響，圍堰吸泥下沉困難，很難達(dá)到設(shè)計(jì)的封底標(biāo)高；②、倘若順利下沉到封底標(biāo)高，圍堰內(nèi)水下大量的鋼筋混凝土塊難以清理，若不清理完畢水下封底難度加大且風(fēng)險(xiǎn)高，極易造成封底失敗，影響后續(xù)施工。

介于現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，通過(guò)多方調(diào)查咨詢，并結(jié)合施工區(qū)域覆蓋層及水位情況，通過(guò)對(duì)比，將雙壁鋼圍堰變化為鋼板樁圍堰或鋼管樁圍堰。

表1 圍堰結(jié)構(gòu)形式比選表（一個(gè)水中主墩為例）

通過(guò)比選，從使用材料重量、插打入土入巖難易程度，特別是入巖容易程度和插打時(shí)遇見(jiàn)硬物底口破壞情況綜合考慮，水中基礎(chǔ)施工采用鋼板樁圍堰較合適，該圍堰由單塊分別順序插打合攏，減少了遺留建渣對(duì)圍堰的影響，插打過(guò)程中若遇見(jiàn)建渣，僅對(duì)影響地段使用清渣船配合清理即可，施工方便快捷。

圖2 鋼板樁入土入巖示意圖

2.3 封底方式優(yōu)化選取

新橋建設(shè)為舊橋拆除原位重建，合攏的圍堰內(nèi)，河床及河床覆蓋層內(nèi)有大量的老橋建渣，水下吸泥無(wú)法將建渣吸出，使用清渣船水下開(kāi)挖清理，空間位置等不足無(wú)法進(jìn)行清理。

結(jié)合需入土入巖和水位情況，選取15 米拉森IV 鋼板樁作為圍堰材料，通過(guò)在無(wú)建渣遺留的河床上使用振動(dòng)錘對(duì)鋼板樁進(jìn)行試插打，鋼板樁能順利通過(guò)河床砂卵石層進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，入巖深度可達(dá)2 米以上，鋼板樁入土入巖效果良好。

通過(guò)對(duì)插打深度驗(yàn)算，能在第二道圍囹加設(shè)完后，不封底的情況下抽圍堰內(nèi)的水，將挖掘機(jī)直接吊運(yùn)至圍堰內(nèi)開(kāi)挖覆蓋層以及老橋拆除遺留建渣，直至封底混凝土底面。且鋼板樁進(jìn)入了巖層，圍堰外的水不會(huì)通過(guò)鋼板樁下口流入圍堰內(nèi)，開(kāi)挖完成后采用干封的方法進(jìn)行封底混凝土的澆筑，從而可以解決采用水下封底無(wú)法清理遺留建渣的困擾，確保封底順利。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

3.1 鋼板樁插打

在鋼板樁插打前，事先安排清渣船對(duì)鋼板樁插打區(qū)域及附近進(jìn)行預(yù)清理。

利用履帶吊使用振動(dòng)錘對(duì)鋼板樁進(jìn)行插打，鋼板樁在插打過(guò)程中遇到插打困難及插打深度不足時(shí)，采用以下方式進(jìn)行處理：①、在鋼板樁內(nèi)安裝鋼水管，利用大功率空壓機(jī)使用水刀原理引孔；②、插打部位遇見(jiàn)遺留建渣插打困難時(shí)，潛水員探明位置后，有針對(duì)性的使用清渣船進(jìn)行清理。

圖3 清渣船對(duì)鋼板樁插打遇見(jiàn)的建渣清理

3.2 圍囹及內(nèi)支撐安裝、堰內(nèi)抽水

1、鋼板樁插打完成之后，安裝第一道圍囹及內(nèi)支撐；

2、第一道圍囹及內(nèi)支撐安裝完畢后，圍堰內(nèi)適當(dāng)抽水，將水位控制在第二道圍囹及內(nèi)支撐下口，進(jìn)行第二道圍囹及內(nèi)支撐安裝；

3、第二道圍囹及內(nèi)支撐安裝完畢后，進(jìn)行圍堰內(nèi)大面積抽水，直到露出河床覆蓋層。

抽水期間，相鄰鋼板樁聯(lián)動(dòng)裝置因扣合并非絕對(duì)密封，局部地方有微小縫隙，鋼板樁間會(huì)存在滲漏水現(xiàn)象，潛水員從鋼板樁外側(cè)豎向牽引塑料薄膜緊貼兩鋼板樁對(duì)扣部位，利用圍堰內(nèi)外水頭差，形成負(fù)壓，將薄膜吸至鋼板樁間的縫隙里，達(dá)到止水目的。

圖4 鋼板樁外使用薄膜負(fù)壓止水

3.3 圍堰內(nèi)基坑開(kāi)挖及封底混凝土澆筑

抽水完畢后，考慮圍堰內(nèi)操作空間等因素，采用吊運(yùn)2 臺(tái)挖掘機(jī)至基坑進(jìn)行開(kāi)挖，遵循分層分段分區(qū)域開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程持續(xù)抽水，保證圍堰內(nèi)水位穩(wěn)定下降，達(dá)到干挖效果。

圖5 圍堰內(nèi)基坑開(kāi)挖

在開(kāi)挖過(guò)程中，遇見(jiàn)大量的老橋拆除遺留鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，印證了施工前的預(yù)判，對(duì)遺留的預(yù)應(yīng)力混凝土先采用釋放預(yù)應(yīng)力，再和其他普通混凝土一起使用挖機(jī)破碎成小塊吊運(yùn)出基坑。

圖6 圍堰內(nèi)挖見(jiàn)的老橋拆除建渣

為降低基坑施工風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步保證基坑開(kāi)挖安全，每開(kāi)挖完成一段就立即澆筑一段封底混凝土，確保基底的穩(wěn)定性。分段澆筑混凝土?xí)r，利用木方設(shè)置公母榫，使新老混凝土有效形成整體。封底混凝土澆筑完成后，再在封底混凝土面上澆筑調(diào)平墊層，墊層澆筑面積略大于承臺(tái)，小于封底面積，讓墊層與鋼板樁圍堰之間形成一圈水溝，鋼板樁之間少許滲水從水溝間流入集水坑，利用水泵抽出圍堰，達(dá)到承臺(tái)范圍內(nèi)基底不積水。

圖7 封底及調(diào)平層完成后照片

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)新建江西吉安贛江大橋水下基礎(chǔ)施工工藝的優(yōu)化，現(xiàn)目前已安全成功的完成了水中基礎(chǔ)的施工，有效的解決了老橋拆除時(shí)遺留建渣對(duì)新橋原位重建水中基礎(chǔ)的影響，為如期完成整個(gè)工程建設(shè)提供了有利保證。通過(guò)本工程基礎(chǔ)施工中對(duì)工藝優(yōu)化的過(guò)程研究及實(shí)施，促進(jìn)了橋梁工程人員專(zhuān)業(yè)水平的提升，為今后同類(lèi)型橋梁施工提供了經(jīng)驗(yàn)。