平潭海峡大桥深水浅覆盖层桩基施工技能

平潭海峡大桥深水浅覆盖层桩基施工技术中交集团第二航务工程局四分公司孙立军[摘要]本文着重介绍了处于水深超过32m、覆盖层只有1m多厚的复杂海况条件下的平潭海峡大桥引桥墩-15#墩的钻孔桩基础施工技术，本工程创新的采用了步步为营的悬臂推进方式，低成本的解决了深水浅覆盖层处桩基施工的难题。关键词：平潭海峡大桥深水浅覆盖层钻孔桩施工平潭海峡大桥位于福州市，横跨海坛海峡，西起福清侧小山东，东至平潭岛娘宫，桥梁全长3510m，为渔溪至平潭高速公路的过海通道。引桥标准跨距50m；上部结构均为等截面预应力混凝土连续箱梁结构，下部结构为现浇墩身，带圆端的矩形承台，钻孔灌注桩基础。为了避免恶劣海况环境影响并且减少设备的投入，采用了全栈桥施工。栈桥宽7.0m，底部为钢管桩基础、上部结构为横梁、贝雷架和分配梁、次梁及面层结构。引桥部位的15#墩采用的6根直径2.5m的钻孔桩。具体如图1所示。图115#墩总体结构图平潭海峡大桥所处海域自然条件复杂、恶劣。实测最高潮位+4.23m，实测最低潮位-3.67m，潮差很大。桥区季风比较明显，风力可达10级，7~8级风居多，可施工天数不足1/2。桥位区每年6-9月台风多发，年平均台风影响次数：3.5次，实测最大风速：39.0m/s。桥区的海浪影响也很大。15#墩附近地质情况非常特殊，最大水深超过32m。覆盖层浅，只有1米多厚，下部为碎块状凝灰熔岩以及弱风化凝灰岩，岩面倾斜角度近20°，钻孔桩施工平台的钢管桩以及钢护筒等无法直接打入并稳固。与其相邻的14#、16#桥墩所处位置，地质情况相对较好。平潭海峡大桥深水浅覆盖层桩基施工技术就是为了解决这一施工难题而创新出来的。1.类似工程的施工方法目前，在处于水中且基岩裸露的地质部位进行桥墩基础施工，国内已有类似工程实例。主要采用的方法有两种：一种是海上可升降施工平台施工法（如图2所示），另一种是整体式钢管架施工法（如图3所示）。封底混凝土围板封底混凝土围板图2海上可升降施工平台图3整体导管架施工法第一种施工方法即采用海上可升降施工平台的方法，是目前针对水中且基岩裸露的部位进行桥墩基础施工的比较快捷有效的一种施工方法。此种施工方法在浙江省嵊泗列岛的三礁港大桥成功应用。海上可升降施工平台具有四个液压支腿，可以在完成定位以后，将支腿插入海底覆盖层，并顶起船体，形成施工平台。然后，以海上升降平台为基础搭建桥墩钻孔施工平台。但是，海上可升降施工平台最大施工水深不能超过26m，而且对施工现场的风浪有要求。只对于这一个桥墩施工进行改造，成本太大，不太现实。另外，设备需调遣以及使用费用也很高高。此施工方法不可行。第二种施工方法即整体式钢管架施工法，是将搭建施工平台所需的钢管桩、钢护筒以及平连等材料在岸上采用焊接的方式进行整体预制。按照测量的桥墩处海底高程，在钢管架底部设置一定高度的封底混凝土围板。然后将钢管架整体吊装就位，再利用水下混凝土对整体钢管架底部进行封底，从而达到稳固钢管架的目的。稳固完成后，在钢管架顶部架设钻机进行钻孔施工。此种施工方法在金塘跨海大桥成功应用。由于15#墩基岩倾斜度很大（近20°），且桥墩平面面积相对于水深来讲很小，整体式钢管架抗倾覆能力不能保证，难以满足恶劣海况条件下的长期钻孔桩施工。整体钢管架自重很重，需采用500吨以上的大型浮吊，同样存在单次成本过高问题。水下封底混凝土施工，不易控制。故此，此种方法不适合本工程。2.工艺创新：步步为营、悬臂推进施工法根据本工程的地质、海况以及全桥的总体施工工艺，最后决定以桥墩北侧栈桥（如图4所示）为依托进行钻孔平台的搭建施工。但是处于15号墩范围的栈桥桩基，也同样存在不能打入并稳定的施工难题。解决了栈桥桩基的施工难题，采用同样的方法也就可以解决桥墩的基础的施工难题。为此，我们进行工艺创新。采取减小钢管桩间距，先悬臂，再简支冲孔锚固工艺，简称：步步为营、悬臂推进施工法。也就是说以14#、16#平台为起始端向15#墩逐步推进直至栈桥合拢。再以栈桥为起始平台，悬臂搭建15#钻孔平台。惩图哗4备貌栈桥召及钻默孔平难台凤设计跪布置凯图豆在岩叹面裸谜露的党水中鄙实现芦钢管辱桩的世锚固许，只船有采语取霜冲孔琴、灌酿注混级凝土办的方秒式。拉首先保固定皮好钢塞管桩巡，在津钢管唱桩上应面架靠设轻翼型冲检击钻捷机，提在钢佩管桩傲内冲瞧孔。趋然后猜在哨孔内疏下放辅钢筋即笼并逆灌注旺水下影混凝辉土算达到典将钢搬管桩裳锚固问于海罚底岩砖层翅的目虾的顽。此广过程要与钻艘孔灌著注桩蚊工艺尿基本杂相同随。其骡锚固艺深度戴按照烟边界慎条件窗计算掠决定立。本勒工程施锚固号深度赔按照击不小芒于贩3肌倍桩花径控纹制（莲钢管压桩情直径离1.啄5m寄）木。偶给钢阔管桩荡提供尊稳桩究支撑乖以及椒为冲半孔钻烈机提咽供施拖工平躺台朱就要谊靠架奏设悬方臂梁裹来实扬现，众即以雨已有待稳固汽平台窝为基聚础架喷设悬燃臂梁劈。因史为悬饭臂梁肯的稳承定性欧比较撞差，帽特别损是采状用贝着雷架瓦悬臂筋梁菜，更承易产驱生水些平摇遵摆的疗现象颜。故进此，忘需要宰对悬泪臂梁务进行击水平方联系雪加强阔以及良尽可它能的讽缩短楼悬臂礼长度允。进尽可沸能的慧降低某悬臂鸭梁上疑的荷呢载。醋例如处：选要择重屯量很安轻的壳小型仅冲击直钻进莫行钻播孔施写工。宽为此付，在屯原设牢计的培基础社上增暖加了趟钢管蜂桩的血数量迷（如货图如5末所示上）。慕增加皆了资22裹~2暮5肢#拿四根诊钢管玩桩桩暴，去乎掉夜了滴11露#恭钢管翻桩。殖图朝5艇变更半后的惊桩基支布置萍图样3服.烧创新换工艺稼施工许步骤热3.涉1龟1于~4寸#鹅、郊5~惑8戒#嘴钢管匹桩锚连固施乌工释根据脸地质急报告森显示效，图誓5擦中所可示的逢钢管拴桩翅1~里4叠#勿、梅5~喉8糕#尸钢管晃桩可迫以满视足单玻桩稳帆定要么求。是但是们栈桥榜形成候后，那不能背抵扭抗台闻风等猫大的削风浪援。其蚁它钢需管桩鸭均不报能满怨足单男桩稳孙定要关求。她故此亿，坏1~逼4鲁#月、料5~逝8勿#冬钢管妙桩混采用轿打桩巡船进绍行沉受桩作赖业。孟完成材后立坐即进傅行夹羞桩，党使枯钢管梢桩稳暖定。淹然后甚，焊架接钢末管平袭连排。伙在比1~国4拼#携钢管影桩以枣及摸14歪#灿墩平雷台上考，架污设贝行雷粉梁壳（如和图伟6怀所示拒）。鲜在贝呼雷架贡上架勇设冲枯击钻扒，依清次舟对溪1~议4蓄#遭进行坟冲孔牲施工嘉。坚架设驾贝雷赔梁恼时，舌要注病意仰原设爱置在切钢管羽桩顶斗部的阀承重型横梁片以及羞贝雷怠梁均定要避懒开钢需管桩各顶部灭，以角免影棕响钻呜头的享下放司。可辩以采己用在仗钢管拔桩侧术面焊壮接牛唱腿，啊在牛控腿上碌放置僚横梁捉的方犹式来百实现汉（如贯图卸7卖所示晚）。歪另外填在钻同孔时榜一定阶要注亦意，赢不能底连续她钻孔弯施工鼻。因诊为冲馆击钻奶的震限动搜力希比较书大，帝会带扁动平骑台晃鞠动完，从忙而影骆响其逮它桩轿基薪。故拢此，侨当完辱成一好根桩田的激浇注食混凝浓土惯锚固忘施工肉后，割应等笑待漂4梦8韵小时歇后，艰再进推行下全一根呆钢管带桩的蚂钻孔木施工勒。特孤别是著第一潮根和鱼第二漠根钢如管桩非施工飞必须峰严格枝控制粮间隔泳时间幅。脸5~学8应#展钢管抖桩锚深固施失工技与劈1~带4瞒#域钢管叹桩锚骑固施它工相积同。俱图扶6誓督1~葬4#深钢管乌桩施躁工平粘面布梳置图叠图姐7荒写承重然横梁挽的放逝置方卵式大3.高2巩2游2#落~2膏5贴#绞钢管衔桩锚椅固施丝工管淹述级将亲施工闷1~炭4占#钳钢管平桩壤的欠贝雷贵梁接写长积。腿在悬昨臂的兆贝雷阶梁下息方设旷置两炮根导贪向定码位梁什，用梁于沉此放遣22盆#果、防23倚#岂钢管京桩叛的定志位。源钢管肠桩采俭用振抽动锤悔施振陆。由讨于覆忠盖层庭很薄姓，加途之岩视面倾沿斜很辽大，今故此家必须寄控制绿振动用锤的茫力度颜。防励止钢星管桩丰下端唤卷边劣以及所滑移银。然绍后饺在虹22汇#姜、开23大#音钢管羡桩的横侧面胀，导或向定懒位梁齿的下晋面焊将接牛提腿，混形成王与傻图去7留所示在承重脆梁相修同的匀结构园。当慎冲孔紫锚固其施工肚完成今后，旁导向丘梁就崖完全务转骡变成店了承伙重梁参。三将贝边雷梁良恢复筹至设饰计逐状态盾（见坏图贞9坐）。非24盟#守、云25喉#吐钢管秘桩的隶施工促完全基相同草。多图股82蜂2亩、洁23罢#萝钢管歪桩施页工平积面布雪置图榜3.话3特巾9#量~1若3考#冈钢管丑桩锚挽固施赠工秆屋促22绪#~用25食#陶钢管限桩锚水固施梢工完骡成后波，栈第桥中艺间的蜓跨距项只剩拣下了辱30逆m偷宽的及空当息。巴为了扎节省饶时间餐，林改用伞简支孩梁酒作为该钢管死桩的名稳定熊支撑枪以及怨钻机狱的工椒作平胆台。百简支苹梁采泡用安3华3甚m习加强巨型贝鸟雷梁循制作宾。紧以简阔支贝电雷梁泛为基棍础施啄工玉9~久13冠#哭钢管唐桩。丈其定游位、芽下沉摊、锚饱固工艰艺婆同扩22倦#主桩。很图心99斑~1涛3永#趟钢管泊桩施缩工平奴面布窜置图厉3.耍4歌峰15敌#废墩钢顽平台汁搭建弦施工蓬1大5奉#冻墩钢标平台勤搭建横施工敢主要替分为脉钢管农桩锚底固施房工以乱及钢伸护筒凶锚固欣施工启。钢糠管桩死锚固六施工堂采用另已搭脱建好盏的栈净桥为乌起始丽平台兴，架婆设悬恳臂梁圣进行蜘施工践。施证工完胃的久钢管偿桩立躲即用并平连垦与栈北桥钢适管桩分相连与形成岛稳固掉的平羽台政。这罪样逐心步悬喂臂推传进完耀成整倍个平丢台钢咽管桩势的锚爆固施奔工。化利用侮锚固渣好的每钢管贺桩，阳搭建恳钻孔包施工查平台辆。以算钻孔贯施工乐平台团为基而础进陷行钢摊护筒顽沉放勾。架绞设大添型冲瓜击钻鹿机，开进行丈桩孔芬桩施驴工。较因为煌钢护惯筒的刘入土熄深度先非常擦有限若，故掉此，惕当钻到孔深称度超心过钢愤护筒陕底口补6m庄以上溜后，双将钢尤护筒点接长础，利疯用振辟动锤害将钢伯护筒帆跟进其下沉供。钢妄护筒桐与周钱围基伞岩的钉缝隙胞采用送水下宿灌注蜂水泥痛砂浆俩的方地式填笑充，欲以确访保钻绸孔桩芽顺利驴完成铜。片4厉.禽小结千利用溉步步吵为营瘦、悬份臂推铅进施犹工法艰非常里顺利欧的解掌决了撑平潭蜂海峡禁大定桥刺1踩5酿＃墩但深水招浅覆潜盖层纠基础祖施工政的难艇题。厨避开到了大精潮差蒸、大朗风浪恼等不毫利器自然垦条件暮的影黄响。在低成汉本的忆完成果了栈去桥以自及钻鞋孔平未台的劳搭建裕任务电。怪栈桥完以翠及访15沙#细墩平懒台完价成后蝇，还迷没有金进行毛钻孔赤桩施僻工时卧，就顾经受访了一沸次台专风正裂面袭黎击，冻栈桥晚以及判平台岂没有约受菌到任纳何损臣伤。山作者积：洁孙立杨军泼（蛮19万7稳3株年喊3双月但）姑杂男骄押高级昆工程讯师累。设19催9般8粒毕业请于重组庆交询通学设院桥演梁工区程系谈桥梁六工程条专业辈。现