梁 學(xué) 成， 稅 寧 波

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島特大橋橋址位于成都市金堂縣，連接趙鎮(zhèn)和三星鎮(zhèn)。韓灘雙島特大橋全長1 644 m，主橋?yàn)?60 m長的雙塔雙索面斜拉橋，主跨跨越江心島，跨度為430 m，橋面寬38 m，按雙向6車道設(shè)計(jì)。東岸引橋全長269 m，共設(shè)計(jì)8個(gè)墩臺(tái)，編號(hào)為E1～E8，其中E1承臺(tái)位于北河河道范圍，距離河岸6～8 m，承臺(tái)處水深2～3 m，施工樁基時(shí)，為方便旋挖鉆機(jī)進(jìn)出場采用筑島的方式形成鉆機(jī)操作平臺(tái)，筑島高程為438.7 m，E1承臺(tái)底高程為429 m，河水位高程436 m，基坑深度達(dá)9.7 m，基坑垮塌及透水風(fēng)險(xiǎn)極高。E1承臺(tái)處地質(zhì)情況(從平臺(tái)至承臺(tái)底)如下：0～4 m為雜填土，4～7 m為卵石層，7～9.7 m為強(qiáng)風(fēng)化砂巖。

2 施工方案及技術(shù)處理措施

2.1 施工難點(diǎn)解析

E1基坑深度達(dá)9.7 m且水位較高。根據(jù)沱江水文站記錄沱江水位6～9月達(dá)到高水位(高程約438～442 m)，若要在汛期來臨前完成承臺(tái)及墩柱，施工工期緊迫，且地質(zhì)資料揭示地層中有透水嚴(yán)重的卵石層存在。因此，如何能夠保證有效地阻水已成為基坑支護(hù)措施制定中的重中之重。

2.2 施工方案比選

常見的深基坑開挖支護(hù)措施有：放坡開挖、插打鋼板樁防護(hù)、鋼套箱防護(hù)、鋼筋混凝土排樁、咬合樁等[1]。如果采用放坡開挖，現(xiàn)場施工場地受限、沒有足夠的放坡位置，且放坡開挖方量巨大，約合1.5萬m3，周圍無可用的大型棄渣場；另外，放坡開挖施工緩慢，不利于快速完成施工度汛的要求，且放坡開挖后如何能夠有效地阻隔透水的發(fā)生亦是難題。鋼板樁及鋼套箱施工可以有效地解決場地受限的問題，同時(shí)也可以有效的減少開挖方量(約合3 500 m3)。但是，根據(jù)地質(zhì)資料揭示的情況并結(jié)合鋼板樁、鋼套箱的施工特點(diǎn)得知：鋼板樁、鋼套箱無法穿過大塊卵石層及強(qiáng)風(fēng)化的砂巖層，從而造成卷邊無法打入的結(jié)果。綜合以上因素后最終決定采用混凝土咬合樁作為本次基坑防護(hù)的主要措施[2]。

2.3 施工工藝

2.3.1 咬合樁施工工藝流程[3]

鉆孔咬合樁是采用機(jī)械鉆孔施工、樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。施工主要采用“套管鉆機(jī)+超緩凝混凝土”方案。鉆孔咬合樁的排列方式：第一序樁為素混凝土樁(A樁)，第二序樁為鋼筋混凝土樁(B樁)，間隔布置；先施工A樁，后施工B樁。A樁混凝土采用超緩凝混凝土，要求必須在A樁混凝土初凝之前完成B樁的施工。B樁施工時(shí)，利用旋挖鉆切割掉相鄰A樁的部分混凝土實(shí)現(xiàn)咬合。

采用1臺(tái)全套管鉆預(yù)先施工第一序樁(A1、A2......),在第一序樁灌注C30水下混凝土素樁未初凝前，采用1臺(tái)旋挖鉆施工第二序樁(B1、B2......)跟進(jìn)完成鉆進(jìn)并澆筑混凝土，使二序樁的混凝土融合在一起呈嵌入咬合狀態(tài)而形成一個(gè)連續(xù)、整體的排樁結(jié)構(gòu)，咬合樁成樁順序見圖1。套管鉆與旋挖鉆相互結(jié)合，可以有效地縮短施工周期。

圖1 套管鉆孔咬合樁成樁順序圖

(1)測量放線。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算各樁位的坐標(biāo)并確定每個(gè)樁孔與相鄰控制點(diǎn)的位置關(guān)系。經(jīng)復(fù)核無誤后在施工現(xiàn)場內(nèi)實(shí)地采用全站儀放出，同時(shí)以樁中心為交點(diǎn)，在縱向和橫向埋設(shè)好護(hù)樁，樁位必須經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核并簽字同意后方可進(jìn)行下一步施工。

(2)導(dǎo)槽施工。導(dǎo)槽采用C20混凝土，翼板全寬0.2 m，厚0.2 m，將導(dǎo)槽范圍內(nèi)的地面平整并夯實(shí)后，采用定型弧形模板加固，澆筑翼板混凝土，導(dǎo)槽平面情況見圖2。

考慮到施工各方面的影響，導(dǎo)墻槽口從咬合樁中心處外放10 cm。導(dǎo)墻基底位于密實(shí)的地基上，以保證導(dǎo)墻的穩(wěn)定性。導(dǎo)槽模板采用定型鋼模，每段長度為3 m，模板支撐采用方木及地腳錨桿。模板位置嚴(yán)格按咬合樁位軸線定位，內(nèi)徑大于設(shè)計(jì)樁徑20 mm，將垂直度偏差控制在2‰以內(nèi)。

圖2 導(dǎo)槽平面示意圖

(3)鉆機(jī)就位。鉆機(jī)安放前，將樁孔周邊的地面夯平，確保鉆機(jī)機(jī)身安放平穩(wěn)。鉆機(jī)就位時(shí)，確保鉆頭中心及樁位中心在同一鉛垂線上，其對中誤差小于10 mm；鉆機(jī)就位后，測量護(hù)筒頂標(biāo)高。正式鉆孔前，鉆機(jī)要先進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、檢查鉆機(jī)的穩(wěn)定和機(jī)況，以確保后面的成孔施工能連續(xù)進(jìn)行。

(4)成孔與取土。定位后，在導(dǎo)槽孔與鋼套管之間用木塞固定，防止鋼套管端頭在施壓時(shí)位移。吊裝并安放第一、第二節(jié)套管。埋設(shè)第一、第二節(jié)套管的垂直度是決定樁孔垂直度的關(guān)鍵。在套管壓入過程中，用全站儀或測錘不斷校核垂直度。當(dāng)套管垂直度相差不大時(shí)，固定鉆機(jī)下夾具，利用鉆機(jī)上夾具調(diào)整垂直度；

取土成孔先壓入帶刃尖的第一節(jié)套管(每節(jié)套管的長度為8 m)，壓入深度約2.5～3 m，然后用抓斗從套管內(nèi)取土，一邊抓土，一邊下壓套管，要始終保持套管底口超前于取土面且深度不小于2.5 m；第一節(jié)套管全部壓入土中后(地面以上留1.5 m，以便于接管)檢測成孔垂直度，如不合格，則需進(jìn)行糾偏調(diào)整，如合格，則安裝第二節(jié)套管。下壓取土，直到設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高。

(5)吊裝鋼筋籠。鉆孔咬合樁鋼筋籠主筋采用套筒接長，加強(qiáng)箍筋采用雙面搭接焊，螺旋筋和主筋的連接采用電弧點(diǎn)焊焊接。為防止鋼筋籠在灌注混凝土過程中上浮，在加工鋼筋籠時(shí)預(yù)先在鋼筋籠底部焊接抗浮鋼板。

鋼筋籠焊接完成后進(jìn)行鋼筋籠的吊裝。用25 t汽車吊主副鉤二點(diǎn)起吊、人工扶籠入孔、緩慢下放入孔。

(6)混凝土灌注。該工程咬合樁采用C30混凝土,水下混凝土法灌注施工。

①水下混凝土灌注的準(zhǔn)備。首先安設(shè)導(dǎo)管，位置保持居中，導(dǎo)管下口與咬合樁孔底相距30～50 cm。灌注首批混凝土之前，在漏斗中放入隔水喉塞，然后放入首批混凝土。

②水下混凝土的灌注過程。在確認(rèn)儲(chǔ)存量備足后，吊車立即提起喉塞。灌注首批混凝土并使導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于1 m。在首批混凝土灌注正常后，連續(xù)不斷灌注，灌注過程中用測錘測探混凝土面的高度，推算導(dǎo)管下端埋入混凝土的深度并做好記錄，正確指導(dǎo)導(dǎo)管的提升和拆除。直至導(dǎo)管下端埋入混凝土的深度達(dá)到4 m時(shí)，提升導(dǎo)管，然后再繼續(xù)灌注。

(7)拔管成樁。一邊灌注混凝土一邊拔管，應(yīng)注意必須始終保持套管底低于混凝土面2.5 m以上，最終達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂高程后超澆筑1 m左右成樁。

2.3.2 開挖及支護(hù)工藝流程[4]

E1承臺(tái)采用支護(hù)開挖，即邊支撐邊開挖，直至開挖到設(shè)計(jì)深度。支撐選用φ400×10 mm的鋼管(圖3、4)[5]。

(1)將原地面進(jìn)行清理，測量人員根據(jù)止水樁的位置向內(nèi)擴(kuò)大1 m，放出開挖外邊線，撒上白灰線。

(2)邊線放好后，采用人工配合挖掘機(jī)挖土，挖至第一層橫撐處進(jìn)行第一層側(cè)焊接雙工字鋼橫撐并布設(shè)角撐，然后用鋼管對撐基坑長邊處的橫撐。

(3)當(dāng)挖掘機(jī)挖到夠不著土?xí)r，改用人工挖土裝入挖掘機(jī)土斗，挖土方式采用人機(jī)配合的方法，槽底預(yù)留厚度不小于30 cm的原狀土，人工清底。

(4)基坑四周隨挖隨做40 cm×50 cm的臨時(shí)排水溝，對角設(shè)集水坑，使坑內(nèi)的水沿排水溝集于集水坑后用兩臺(tái)水泵排除坑底積水，經(jīng)沉淀將水排放到附近的溝渠中。開挖到承臺(tái)底面時(shí)，設(shè)置排水溝與集水井。

(5)承臺(tái)開挖完成后，在承臺(tái)底部澆筑C30封底混凝土。

(6)待承臺(tái)、墩柱施工完畢，回填后拆除支撐。

3 結(jié) 語

通過對E1承臺(tái)坑進(jìn)行開挖及開挖后對基坑進(jìn)行的監(jiān)測情況表明：整體基坑穩(wěn)定性較好，最大位移僅為8 mm，透水量亦較少，只需配置一臺(tái)1.5 kW小型抽水泵即可滿足日常抽水需要。

圖3 E1承臺(tái)深基坑開挖支護(hù)圖

圖4 E1承臺(tái)深基坑開挖鋼支撐布置圖