臨河陡坡承臺基礎施工作業平臺論述

張傳濤

摘 要：興山縣峽口香溪河大橋主塔1#墩位于最大坡度60°的臨河陡坡上，設計采用D240 cm群樁及配樁基永久鋼護筒，以此加強主塔墩岸坡穩定性。主塔基礎處場地狹小、迎水坡面陡峭，且承臺輪廓線外懸空尺寸大、懸空高度高，承臺區域1/2部分位于河岸上，1/2部分懸空于迎水坡面上，基礎施工難度大。本項目通過采用扶壁式擋土墻回填法及搭設鋼平臺來實現臨河陡坡主塔樁基及承臺施工作業面，確保的工程的順利施工。

關鍵詞：臨河陡坡承臺基礎施工;鋼平臺;扶壁式擋土墻

1 工程概述

興山縣峽口香溪河大橋工程項目位于湖北省宜昌市興山縣峽口鎮，是為分流峽口鎮過境交通及提升港口運輸交通而設置的公路橋梁，香溪河大橋工程采用主跨238 m的獨臂斜塔單索面鋼-砼混合梁斜拉橋，其中主塔1#墩位于河道岸坡上，1#墩主墩承臺平面尺寸為17.5 m×26 m，高6 m。承臺下設15根直徑2.4 m，長52 m/56 m的樁基。主墩處邊坡角度60°，承臺為半懸空狀態，最大懸空高度為9.7 m，最大懸臂長度為10.3 m。

從現場地形條件來看，河道受河流下切作用呈現U型斷面，導致1#墩位置施工現場布置局促，原施工方案采用施工第一排，第二排，第三排永久性鋼護筒→搭設施工鋼平臺→施工樁基→拆除樁基鋼平臺→搭設承臺鋼平臺的方式進行。

1#主墩基礎立面布置見圖1：

受2020年年初新冠疫情影響，工程復工時間較晚，同時由于香溪河屬于三峽庫區，每年9月底開始蓄水，河道水位大幅上漲。2020年降雨天氣頻繁，6月份降雨達21天，如繼續按原方案組織施工將導致香溪河大橋關鍵節點1#墩樁基無法按照既定時間（11月1日水位上漲前）完成。針對這個情況為了確保工程順利完成，將鋼平臺搭設范圍順橋向三排樁搭設調整為順橋向大里程側兩排樁搭設，小里程側第一排與第二排樁間回填碎石土，第二排樁大里程側增加扶壁式擋墻。優化之后的方案和之前的方案相比鋼平臺搭設面積縮減，大大減少了鋼結構焊接與搭設時間，鋼平臺施工預計可縮短工期10天。同時，由于及時搭設鋼平臺，增加了樁基施工工作面，由原3臺鉆機增加到4臺鉆機同時施工，可縮短樁基施工周期20天。本文現就優化后的臨河陡坡塔柱基礎施工平臺問題進行探究。

2 臨河陡坡承臺施工鋼平臺結構設計方案對比

原方案為在鄰水側用定位打樁船施打兩排18根φ630*8 mm鋼管樁，鋼管樁下沉就位后，焊接樁間平聯、剪刀撐，使之形成整體;然后在樁頂架設承重橫梁，橫梁上架設型鋼縱梁、依次鋪設分配梁和面板，加工橋面系施工平臺，平臺伸出承臺外邊緣7.1 m，以滿足鋼箱梁0#塊施工。但是由于受新冠疫情影響，工程復工時間較晚，此時無法使用打樁船施打，且施工周期長，此方案無法進行。

經充分掌握樁基周邊地質、地形情況，經研究考慮，在第二排樁基靠河側設置一道扶壁式擋土墻，對第一排，第二排鋼護筒間分層回填土碎石土進行處理。第二三排鋼護筒之間設置鋼平臺。

鋼平臺結構自下而上分別為鋼護筒、鋼牛腿、貝雷梁、平臺板。第一，鋼護筒：利用永久性鋼護筒作為鋼平臺持力結構，第二排已施工成樁的5根鋼護筒牛腿頂面高度為175.195 m，第三排鋼護筒牛腿頂標高為175.195 m。第二，鋼牛腿：單個鋼牛腿由厚20 mm的5塊鋼板組焊而成，鋼牛腿頂寬86 cm，底寬40 cm，高65 cm，與永久性鋼護筒采用單坡口雙面電焊連接，焊厚12 mm。第三，貝雷梁：臨河陡坡承臺施工鋼平臺主要承重結構采用“321”貝雷梁，平臺橫橋向按20組貝雷梁布置，每組貝雷梁由6片構成，貝雷梁上下弦桿均增設加強弦桿。第四，平臺板。貝雷梁的頂面直接鋪設龍骨結構的平臺板，上層是順橋向I16型鋼，間距@40 cm，面板厚δ=10 mm鋼板;下層為橫橋向I40b型鋼，間距@200 cm，上層與下層型鋼之間采用斷續焊連接。

2.1 鋼平臺受力驗算

通過Midas Civil 2019有限元分析軟件，對鋼平臺結構進行建模。各型鋼桿件均采用梁單元建模，邊界條件均采用彈性連接模似，施工荷載按照單元荷載進行加載。確保結構剛度滿足最大綜合應力，位移滿足安全施工要求。

鋼平臺結構驗算分樁基和承臺施工兩種情況：

（1）樁基施工階段：恒載為鋼平臺自重，活載為施工荷載、風荷載，施工荷載通過上部梁系、牛腿傳遞至鋼護筒上，鋼護筒為主要承重結構。

（2）承臺施工階段：恒載為平臺自重、承臺混凝土荷載，活載為施工荷載、混凝土澆筑振搗荷載及風荷載。施工荷載通過上部梁系、牛腿傳遞至鋼護筒上，樁基與鋼護筒共同作為主要承重結構。

3 臨河陡坡承臺基礎施工作業平臺施工工藝

3.1 鋼護筒施工

第一排靠岸側施工區域為碎礫石土，采用振動錘插打永久性鋼護筒比較困難，因此選用沖擊鉆引孔施工永久鋼護筒。由于第二、三排樁基位于斜坡上，無法架設沖擊鉆，采用人工挖孔施工法成孔，再利用吊車分段安裝鋼護筒而成，再用型鋼將各鋼護筒縱、橫向連成整體。

3.2 第一二排樁基間扶壁式擋土墻施工

在第二排樁基往大樁號側50 cm處做扶壁式擋土墻，墻長26 m，墻高5.2 m，墻厚50 cm。扶壁式擋墻施工完成后用碎石土進行回填，為第二排樁基的施工提供平臺。

扶壁式擋土墻施工流程：現場準備→測量放樣→墊層施工→墻身與扶壁鋼筋綁扎支模→墻身與扶壁澆筑→養護→回填

第二排鋼護筒安裝完畢后，利用鋼護筒抗剪系梁作為扶壁式擋土墻基礎，施工擋土墻身和縱肋。扶壁式擋土墻高度與鋼牛腿頂面平齊，墻身和縱肋完成后，砼強度達到75%，采用透水性材料分層回填墻背，使墻背填土與岸基連成一體，形成人工平臺。為確保扶壁式擋墻的整體穩定性，在擋墻上設置觀測樁，每日使用全站儀對觀測樁進行沉降和位移觀測。如果發生較大的變形（單日變形量超過3 mm），則暫時停止施工，對擋墻進行全面檢查及做加固處理。

3.3 鋼平臺施工

鋼平臺主要結構型式：鋼管樁+貝雷梁+平臺板構成，結構自下而上依次為：

3.3.1 鋼護筒

利用永久性鋼護筒作為鋼平臺持力結構，小里程第二排、第三排已施工成樁的5根鋼護筒牛腿頂面控制標高：175.195 m，便于貝雷梁直接安放在牛腿頂面。第三排鋼護筒牛腿頂標高：175.195 m。

3.3.2 鋼牛腿

單個鋼牛腿由厚20 mm鋼板組焊而成，整體由3塊豎板和上下封板各1塊。鋼牛腿頂寬86 cm，底寬30 cm，高65 cm，與永久性鋼護筒采用單坡口雙面電焊連接，焊厚12 mm。

3.3.3 貝雷梁

平臺主要承重結構采用“321”貝雷梁，平臺橫橋向按20組貝雷梁布置，每組貝雷梁由6片構成。在履帶吊活動區域的兩組貝雷梁間加密I40工字鋼，共計加密3根。貝雷梁下弦桿與鋼牛腿之間用自加工鋼板卡子加強，上弦桿與平臺龍骨型鋼分配梁I40b之間用[16做成門型加固，貝雷梁與型鋼交叉點均增設I16型鋼立柱加強。在鋼護筒上焊掛鉤，用直徑φ22鋼絲繩將貝雷梁與第一排鋼護筒連接在一起增強貝雷梁抗傾覆能力。各組貝雷梁間用型鋼制作的專用花窗進行橫向聯結，花窗縱向間距300 cm一道，增強貝雷梁整體剛度。

3.3.4 平臺板

貝雷梁的頂面直接鋪設平臺板，平臺板龍骨結構型式：下層為橫橋向I40b型鋼，間距@200 cm，上層為順橋向I16型鋼，間距@40 cm，面板厚δ=10 mm鋼板。上層與下層型鋼之間采用斷續焊連接，鋼面板與上層I16型鋼之間采用周邊斷續焊固定。

4 樁基施工

鋼平臺搭設完成后即可進行樁基鉆孔施工，施工鉆機可直接停放在鋼平臺上，降低了施工難度，通過優化施工順序，可同時保證4臺鉆機施工，提高了施工效率。樁基混凝土澆筑完成后，鋼護筒與樁基及周圍巖層形成整理，在承臺施工時與樁基共同作為主要承重結構。

5 承臺施工

樁基施工完成后，撤離鉆機，拆除樁基施工作業平臺，降低平面板標高，重新搭設承臺施工作業平臺，承臺施工采用混凝土泵送澆筑方法，單個承臺設計方量為2730㎡，為大體積混凝土。由于混凝土荷載較大且懸空部分全部由鋼平臺承重，在混凝土澆筑前對鋼平臺進行全面嚴格檢查，確保鋼平臺穩定性滿足要求后才可澆筑;同時在鋼平臺上設置位移觀測點，混凝土澆筑過程中定時進行位移監測。

施工承臺前采用大型機械整平、壓實陸地承臺區域，整平后的地面標高控制在175.495 m，地基承載力150 kPa，在該區域內澆筑20 cm厚C25鋼筋砼墊層作為承臺底模，目的是防止陸地與鋼平臺銜接處產生不均勻沉降。

6 結束語

綜上所述，興山縣峽口香溪河大橋工程項目所在地區的地形復雜、場地狹小、山坡陡峭、高度大，河道受河流下切作用呈現U型斷面，導致1#墩位置施工現場布置局促，加上受疫情及汛期影響，工程無法按照既定時間完成。針對上述情況，為了確保工程順利完成，文章將鋼平臺搭設范圍順橋向三排樁搭設調整為順橋向大里程側兩排樁搭設，從多個施工細節分析了臨河陡坡承臺施工鋼平臺搭設的對策，旨在解決復雜環境中承臺施工難題，為今后類似工程施工提供參考經驗。

參考文獻：

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