复杂水文地质条件下“一桥多堰”桥梁基础施工技术研究

复杂水文地质条件下“一桥多堰”桥梁基础施工技术研究

熊勇

中铁三局集团桥隧工程有限公司四川成都610000

摘要：对于大型深水基础施工，目前国内外施工主要有先桩后堰及先堰后桩施工法。先桩后堰主要是先在墩位处建立钻孔平台（有支撑式平台、浮式平台、组合式平台等），在平台上下沉钢护筒，进行钻孔桩施工，拆除钻孔平台，现场组拼下放钢套箱围堰或者插打钢管桩钢板桩围堰，封底、抽水、进行承台施工。先堰后桩施工法主要是先施工围堰，再搭设钻孔平台，进行钻孔施工。通过研究深水基础裸岩河床施工技术，积极开发新技术、新工艺、新设备，确保工程质量、安全，节省工程成本。

关键词：双壁钢围堰气囊+浮船桁架锁口钢管桩围堰深水浅覆盖层喀斯特地貌

前言广雅大桥结构型式为大跨度海鸥式双孔中承系杆拱与三角刚构墩组合钢箱拱桥，是国内首次采用无风撑式刚架系杆连拱体系结构的桥梁。该桥桥址水域条件差，地属喀斯特地貌，覆盖层极少。主墩承台成哑铃形，承台长44.7m，宽13.7m，设18根直径2.3m钻孔灌注桩，中间系梁长14.3m，宽5m。13#承台采用锁口钢管桩围堰施工，14#、15#承台采用双壁钢围堰施工。结构型式如下：

（1）双壁钢围堰外轮廓尺寸：47.3m(长)×16.2m(宽)×15.0m(高)，围堰双壁侧板厚1.5m，壁板：δ＝6mm，φ800×10钢管，重达500T。

（2）锁口钢管桩采用φ820×8、φ1200×10mm锁口钢管桩；导环及围楞采用2HW594×302；内支撑采用φ820×12mm钢管。

一、大型双壁钢围堰浅水区整体拼装下水施工技术

施工方法：利用现有码头拼装双壁钢围堰，围堰前端在浮箱上安装支架汽车吊吊装，下水滑道采用提前沉入水下，围堰下水时提升钢滑道，滚动气囊下放围堰，后锚卷扬机控制围堰前行方向与速度，当围堰前端水深不足时，通过钢管桁架将围堰与驳船连接抬浮围堰入水的方式。

针对水域条件差，首次采用了“气囊+浮船桁架”下水的施工方法，顺利地解决了浅水区域大型双壁钢围堰整体下水的难题，在国内尚属首次应用。

通过对围堰下水区域施工条件、与施工区域周边大型施工机械资源的调查，广雅大桥附近无满足此尺寸围堰的施工场地，在较远地区选择场地，存在着巨大场地租用费、交通运输费、机械转运费用，需花费大量的经费。对此围堰在桥址附近码头拼装下水技术的研究就是要充分利用可利用之条件，减少周转物资、机械的投入，在保证围堰施工安全的同时控制施工成本，提出围堰拼装、下水方案，对各工况进行分析计算，提出详细优化措施。

该方法的特点是在场地狭小受限时，利用浮箱部分在水中拼装，安全快捷。减少在河道中修筑混凝土下水坡道占用河道空间，减少搭设临时平台工作量，利用浮船防止因下水时该区域水深过浅发生围堰搁浅事故。

二、深水浅覆盖层区域锁口钢管桩施工技术

施工方法：利用1000吨大驳船上放置50t汽车吊机、振动锤。机驳船按设计位置逐根将钢管桩打入河床，所有的钢管桩底必需打插至基岩面，顶面以桩基施工平台顶面标高控制为宜。覆盖层厚度较小的地方利用现有平台的桩间横连保持稳定，直至围堰合龙为止。

在没有覆盖层或覆盖层较薄的水域施工基础时，使用锁口钢管桩围堰作为挡水结构物遇到的桩身自由高度过大，锚固不足，不易插打，无法满足围堰御洪、渡汛要求等问题。采用了锁扣钢管桩围堰，是利用钢管桩的刚度与强度，通过利用钻孔钻渣来增加围堰插打部分的覆盖层、在迎水面的钢护筒内冲孔成桩锚固围堰，部分钢管桩采用剪力筋与封底混凝土形成骨架连接，增强了围堰的抗冲刷、抗滑移、抗倾覆能力。

主要特点：1、满足围堰作为挡水结构物的要求，同时满足围堰御洪，渡汛要求；2、钢管桩重复利用率高；3、施工方便快捷，缩短工期。

三、利用钻孔平台拼装双壁钢围堰施工技术

施工方法：孔桩施工完成后，在钢护筒外侧安装倒置牛腿，将钻孔施工平台改装成围堰拼装平台，驳船运输围堰单元块至桥址处，利用龙门吊机在拼装平台上拼装底层双壁钢围堰，进行钢护筒的接高，接高后在钢护筒侧面焊接牛腿，牛腿上摆设分配梁，之后在上面架设由贝雷梁拼装的横梁，吊杆用Φ32的精轧螺纹钢做材料。下放系统的上部安装在接高的钻孔钢护筒上，且在上下游和东西岸各安装8个限位轮，保证围堰下放时围堰平衡。提升底层围堰，拆除底层围堰拼装时的牛腿，下放围堰处于自浮状态，浮拼上层围堰。注水下沉围堰，刃脚吸泥，通过孔桩各隔舱内注水量，保证围堰平衡，就位双壁钢围堰，浇筑围堰内封底混凝土。

该施工方法可以应用于施工场地狭小、大型机械设备无法进入的施工环境，也适用于施工工期紧、水位变化周期短的工程项目，不仅体现出围堰结构简单、制作方便、下沉精确等特点，而且打破了国内锁口钢管桩使用的局限性。适用于水利工程、码头工程、海港的岸墙、护岸、防波堤、码头等工程。

主桥共有3个主墩、2个交界墩，其中3个主墩均处于河道内，在三个主墩的施工过程中分别采用了双壁钢围堰、锁口钢管桩围堰两种围堰形式，三种施工方法，13#墩覆盖层较薄，通过人工增加覆盖层厚度，在迎水面的护筒内施工钻孔灌注桩锚固围堰，增加锁口钢管桩围堰的抗冲刷、防滑移能力，施工速度快。该方法具有首创性，在该项目基础环境对工程进度制约的情况下，缩短了基础施工工期，提供了一种新的锁口钢管桩围堰施工方法。14#主墩采用水陆结合拼装双壁钢围堰，气囊、浮箱、驳船抬浮围堰入水，开创了一种全新的围堰施工方法。

结语该桥桥位处存在裸岩河床地质条件，给深水基础施工带来了技术难题，要求实现安全、快速施工。通过对工期、施工场地、水上作业机械等诸条件综合组织、优化，总结出了适用于不同条件下的各种创新型施工工艺，为今后的深水围堰施工总结了经验和理论，为后期桥梁基础技术的发展起到很好的借鉴作用，具有广泛的推广前景。

【参考文献】

[1]王贵春,皇甫昱.桥梁深水基础双壁钢围堰施工技术分析[J].铁道建筑,2007(8):22-24.

[2]李凡,翟庆龙,任威,等.锁口钢管桩围堰施工与工艺控制[J].公路,2005(10):33-37.

[3]赵胜.桥梁深水基础施工技术[J].中国科技信息,2005(10):122-123.