摘 要:本文以沙埕灣跨海大橋7#主墩施工為例,介紹了沙埕灣跨海大橋如何在海上潮間帶筑島施工鉆孔樁的方法。沙埕灣跨海大橋在施工7#主墩鉆孔樁時(shí)放棄了常規(guī)的搭設(shè)水上鋼棧橋、沉放水上鋼護(hù)筒的施工方法,而是針對現(xiàn)場狀況,因地制宜,采取了半填半挖的筑島技術(shù),既保證了鉆孔樁的成功施工,又降低了施工成本,提高了施工的可靠性。
關(guān)鍵詞:筑島;開挖;擋墻;海上潮間帶;鉆孔樁
中圖分類號:U445.551? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號:1006—7973(2022)02-0126-03
沙埕灣跨海大橋7#主墩位于臨海山坡近坡腳,山坡平均坡度26-31°,植被發(fā)育。7#主墩部約一半處于陸地,一半處于潮間帶,潮間帶基巖完全裸露。坡面以碎石為主,殘積粘性土,潮間帶灘涂碎石狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖和中表面風(fēng)化砂巖裸露。根據(jù)鉆探結(jié)果,塔區(qū)附近的斷層構(gòu)造發(fā)育,大致為近東西向、遠(yuǎn)南北向的蝕變破碎帶,局部泥化嚴(yán)重,斷裂構(gòu)造數(shù)量較多,但單條構(gòu)造寬度總體較小,寬度多介于0.3-2m間,局部大于3m,傾角較陡。
1施工現(xiàn)場平面布置
青嶼島環(huán)島便道施工完成后,同步進(jìn)行承臺區(qū)域與邊坡區(qū)域開挖回填施工,開挖產(chǎn)生的土石方,作為筑島填料由山坡向海側(cè)填筑,順橋向海側(cè)填筑超過承臺位置15m,右幅超出承臺25m。
承臺開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,澆筑封底混凝土50cm,在封底混凝土上安裝鋼護(hù)筒、進(jìn)行鉆孔平臺搭設(shè)。鉆孔平臺由45t門吊進(jìn)行搭設(shè)作業(yè)。為滿足后期施工需求,承臺周圍設(shè)置“回”形通道,滿足泵車、罐車同行。
2 圍堰筑島、承臺開挖
7#主墩承臺頂標(biāo)高+8.000m,結(jié)構(gòu)高度6m,底標(biāo)高+2.000m,設(shè)計(jì)封底厚度1m。7#承臺外的平臺設(shè)計(jì)標(biāo)高為+6.0m,在填好的場地上布置龍門吊軌道。7#墩承臺有一半低于+6.0m,根據(jù)7#墩承臺的地理位置,從工程建設(shè)的可行性、安全性等各方面分析,最終確認(rèn)場地范圍為在縱橋向承臺邊線外15m,橫橋向承臺右幅邊線外25m。
填筑方法:在退潮時(shí)利用承臺開挖產(chǎn)生的塊石填筑臨海側(cè),填筑時(shí)采用放坡填筑,坡度控制在1:2,塊石填筑完成后用速凝混凝土填縫,使迎水面塊石形成整體,提高回填塊石的整體穩(wěn)定性和抗沖刷穩(wěn)定性。
2.1 區(qū)域平整及通道開挖
主棧橋和環(huán)島路貫通后,組織挖機(jī)和推土機(jī)進(jìn)入青嶼島7#主墩施工區(qū)域,先在區(qū)域D修筑施工平臺,以便設(shè)備進(jìn)入和挖機(jī)掘進(jìn)。施工平臺D修筑完成后,為后續(xù)施工提供了工作面,由挖機(jī)沿區(qū)域C向前掘進(jìn),形成由C到D的運(yùn)輸通道。挖機(jī)掘進(jìn)時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高放坡開挖。
利用已經(jīng)挖好的由C到D的通道對區(qū)域E進(jìn)行開挖。由于區(qū)域E為靠山側(cè),開挖過程中產(chǎn)生大量塊石,塊石臨時(shí)存放區(qū)域E處,再C通道運(yùn)出。挖掘機(jī)配合推土機(jī)對區(qū)域E開挖嚴(yán)格按照由高處向低處分層分塊開挖,公分8塊6層進(jìn)行施工。挖掘機(jī)開挖后由推土機(jī)推出,由渣土車外運(yùn)。區(qū)域E開挖完成后進(jìn)行區(qū)域A(承臺區(qū)域)開挖。
2.2 砂袋筑島
2.3 承臺及龍門吊軌道、擋墻基礎(chǔ)開挖
7#墩承臺尺寸為37.1m*18.1m,高度6m。承臺開挖要分層分段開挖,開挖過程中,要和三級邊坡同步開挖。承臺開挖前由測量放樣,嚴(yán)格按照測量放樣的平面位置開挖,同時(shí)兼顧龍門吊基礎(chǔ)位置,做到承臺完成開挖的同時(shí),龍門吊軌道同步完成。
區(qū)域D是承臺所在位置,通道開挖完成后進(jìn)行承臺開挖,承臺所在位置地質(zhì)良好,能夠產(chǎn)生大量的塊石。承臺開挖產(chǎn)生的塊石在高潮位堆積在區(qū)域F,根據(jù)潮位變化,退潮時(shí)將高潮時(shí)備用的石塊向海側(cè)回填。由于退潮時(shí)間短,所以現(xiàn)場配備4臺挖機(jī),2臺裝載機(jī)用于塊石回填。
從陸地向海側(cè)回填塊石時(shí),應(yīng)根據(jù)級配進(jìn)行填筑,大塊石頭填筑完成后用碎石和石屑進(jìn)行填縫,填縫完成后用速凝砂漿封閉處理?;靥顗K石和碎石填縫應(yīng)分層填筑,填筑完一層壓實(shí)一層,處理一層,做到回填密實(shí),封閉及時(shí)。根據(jù)測量標(biāo)高計(jì)算平臺頂標(biāo)高為+6.5m,塊石填筑標(biāo)高控制在+6.0m。塊石填筑完成后,碾壓成形,鋪筑30cm碎石,澆筑平臺混凝土路面為20cm。地坪混凝土澆筑完成后由測量部做好沉降觀測點(diǎn),并定期觀測。
2.4 車輛通道區(qū)域填筑
平臺填筑完成后,在已經(jīng)填筑好的平臺外側(cè)迎水面拋筑片石,在拋筑完成的片石外側(cè)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。讓測量部對后期拋筑的片石標(biāo)高進(jìn)行觀測,標(biāo)高沉降穩(wěn)定后,在鋼筋網(wǎng)外側(cè)澆筑砼,使片石和鋼琴網(wǎng)形成整體,進(jìn)一步增強(qiáng)筑島的穩(wěn)定性和抗沖刷性能
筑島注意要點(diǎn):
(1)筑島整體標(biāo)高統(tǒng)一規(guī)劃,筑島時(shí)嚴(yán)格按照既定標(biāo)高執(zhí)行,確保整個(gè)筑島的平整度。
(2)填筑過程中和填筑完成后選取有代表性的點(diǎn)作為觀測點(diǎn),嚴(yán)格觀測沉降指標(biāo)。
(3)填筑過程中嚴(yán)格控制填筑質(zhì)量,控制填筑級配和密實(shí)度,避免后期被海水侵蝕。
(4)合理規(guī)劃功能區(qū)域,根據(jù)填筑情況計(jì)算承載重量,嚴(yán)禁超載使用。
3鉆孔平臺施工
3.1平臺排水系統(tǒng)
承臺開挖完成后,對承臺進(jìn)行封底施工,施工時(shí)嚴(yán)格控制封底標(biāo)高,封底完成后使得封底混凝土形成中間高四周低的四面橫坡。在封底混凝土周圍布置環(huán)形排水溝,用于基坑內(nèi)的排水,排水溝尺寸為35cm*25cm。
在承臺封底混凝土四個(gè)角沿排水溝位置設(shè)置集水井,集水井靠海側(cè)埋設(shè)直徑35cm的排水管。排水管靠近承臺端設(shè)置閥門,既可以排出基坑內(nèi)的水,也能保證海水不會進(jìn)入基坑內(nèi)。封底混凝土澆筑完成以后進(jìn)行鉆孔平臺搭設(shè)。
3.2平臺搭設(shè)
封底混凝土澆筑完成后搭設(shè)鉆孔樁澆筑平臺,根據(jù)封底標(biāo)高用管樁調(diào)整平面高度,在調(diào)平管樁上搭設(shè)貝雷片,在貝雷片上鋪設(shè)25工字鋼作為分配梁,分配梁上鋪設(shè)厚度為8mm的花紋板作為面板。鉆孔平面布置圖如下:
4 鉆進(jìn)成孔
7#主墩鉆孔樁全部為端承樁,樁基直徑全部為2.8m,樁基設(shè)計(jì)長度為60m,主墩鉆孔樁最長為58m,樁基設(shè)計(jì)全部為嵌巖樁,巖體為抗壓強(qiáng)度為89.36的微風(fēng)化凝灰熔巖。7#墩合計(jì)18根樁孔樁,布置6臺CK3500的沖擊鉆機(jī),3輪鉆進(jìn)完成。
開鉆前測量復(fù)核護(hù)筒位置,尼龍繩拉好十字絲,使沖錘和十字絲重合。鉆孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)平整度,鉆機(jī)人員每班至少檢查2次,技術(shù)人員每班至少抽檢1次,若出現(xiàn)斜孔應(yīng)及時(shí)回填進(jìn)行修孔。鉆機(jī)開始鉆進(jìn)時(shí),開孔造漿,小沖程施工,通過施工和泥漿護(hù)壁使孔口堅(jiān)硬、順直,起到良好的導(dǎo)向作用,防止后期出現(xiàn)斜孔。待鉆機(jī)鉆進(jìn)一定深度后正常施工,加大沖程。
鉆進(jìn)至巖層后適當(dāng)降低泥漿指標(biāo),加快泥漿循環(huán)和掏渣。進(jìn)入巖層后應(yīng)預(yù)防卡鉆和斜孔等事故發(fā)生,鉆機(jī)沖程控制在3-4m,更換沖錘底部直徑大于高度的沖錘。鉆孔過程中一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩落錘時(shí)傾斜及時(shí)停止,回填塊石調(diào)平后繼續(xù)鉆進(jìn),避免斜孔或者卡鉆。
在樁基接近終孔50cm時(shí),加大泥漿比重至1.4左右,加快泥漿循環(huán)除渣,精確測定孔深后,一次鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,避免沉渣堆積造成欠鉆和超鉆。鉆進(jìn)到位后第一時(shí)間由現(xiàn)場技術(shù)員測量孔深,并做好記錄,作為成孔和清孔的依據(jù)。第一次清孔采用黑旋風(fēng)泥沙分離器配合氣舉反循環(huán)清孔,待泥漿指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)報(bào)監(jiān)理下放鋼筋籠。
5 結(jié)語
國內(nèi)外跨海大橋基礎(chǔ)施工多為水上施工,水上基礎(chǔ)施工一般搭設(shè)臨時(shí)鋼棧橋和水上鉆孔平臺。鑒于常規(guī)水上基礎(chǔ)施工受海上潮汐影響較大,安全沒有保證,因此沙埕灣跨海大橋7#主墩基礎(chǔ)施工采用筑島法,將水上施工轉(zhuǎn)化成陸上施工,從而極大地壓縮了施工工期,減少了施工成本,提高了施工的安全性,值得推廣。
參考文獻(xiàn):
[1] 張文龍,馬允棟.海洋潮間帶、裸露傾斜基巖鉆孔樁施工技術(shù)探討[J].中國科技投資,2018( 11) .