浅谈江水中桥梁深水桩基础的施工技术

浦贵安

（中铁十一局第五工程有限公司，重庆）

0 引言

某江特大桥深水桩基础的钢栈桥桥面高度确定要合理，结合当地的防洪度汛要求，又要有利于后续水中承台开挖施工。某江特大桥钢板围堰的结构形式的选择、钢板围堰的下放施工控制、钢板围堰的封底施工技术、钢板围堰的体系转换施工技术、钢板围堰的焊接质量施工技术等属某江特大桥深水基础施工的关键技术范围。

1 防洪度汛要求

某县某江特大桥处于某县水库与喜河水库之间，根据当地往年汛情情况于每年5月底至9月底为防洪度汛期，为确保某江特大桥的施工安全，进行深水基础施工时必须有效的避开汛期，某江特大桥钢栈桥施工开始时间是2015年4月，当施工至3#-4#墩支栈桥时，出现洪水汛情，施工须及时积极组织防护救援工作，最大限度的降低洪水造成的损失，确保洪水期间无人员伤亡及大型机械损坏。

2 钢栈桥桥面标高分析

2.1 防洪度汛要求

钢栈桥设计控制荷载为75t 履带吊机荷载，为满足防洪及钢栈桥稳定要求，钢栈桥桥面标高为370.46。根据某县水利部历年水位观察记录，某江特大桥所处水位常水位为360.36m，经观察实际施工过程中最高水位均低于362m，钢栈桥桥面标高370.46 满足要求。

2.2 钢栈桥桥面标高与后期水中承台开挖清底

某县某江特大桥深水基础施工过程中，承台施工的开挖清底工作是一项较困难的施工工序，水中承台清底通常情况下，可采用长臂挖机清底以及吸泥设备清底，根据4#墩承台清底所采用的吸泥设备及长臂挖机清底效果，选用长臂挖机清底效果较为良好。承台开挖清底采用长臂挖机开挖需要在某江特大桥搭设一个牢固宽松的作业平台，并且该作业平台的搭建也是某江特大桥承台开挖的难点之一，当钢栈桥桥面标高合适的情况，可将钢栈桥作为长臂挖机开挖清底作业平台。

通过谈论分析，长臂挖机作业平台在某江特大桥施工时可采用三种方式搭建，分别是：（1）在某江特大桥承台边缘填土筑岛、（2）在某江特大桥桩基钢护筒上搭建作业平台、（3）降低某江特大桥栈桥面标高，以钢栈桥作为开挖的作业平台。实际施工时4#墩承台开挖清底时采用承台边缘填土筑岛结合在桩基钢护筒上搭建作业平台的方式施工，5#墩承台开挖清底采用桩基钢护筒上搭建作业平台的方式施工。某江特大桥桩基钢护筒上的作业平台搭建方式为在钢护筒上安装I16 工字钢作业分配梁，然后在工字型钢上安装某江特大桥隧道仰拱的栈桥。

在确定某江特大桥钢栈桥桥面标高时，基于后期承台开挖要求，可适当降低钢栈桥桥面的标高。设计常水位360.36，前期确定钢栈桥标高时，若将钢栈桥面标高设定为363.5m，承台底标高348.1m（设计变更后），采用臂长18m 长臂挖机进行承台开挖清底，开挖深度15.4m，可满足施工要求，栈桥桥面标高可满足该桥的后期承台开挖清底，则将降低长臂挖机在水上作业的安全风险，提高水上作业的施工作业速度，同时方便后续的开挖渣土运出到场地外面。

3 钢板围堰结构形式的选择以及实际施工分析

3.1 深水基础围堰类型选用

某江桥某江水深在5～6m 以上，就不能采用一般的土围堰，木板桩围堰等防水技术施工的水中基础。某江特大桥常用的围堰形式有土石型围堰、板桩型围堰、单壁型钢板围堰以及双壁型钢板围堰。其中土石型围堰主要适用于某江水深较浅并且对某江的通航要求较低的时候；板桩型围堰分为钢板桩形式和钢筋混凝土板桩形式，两种均不适用于某江河床覆盖层薄且河床基岩坚硬情况；单壁形式钢板围堰及双壁形式钢板围堰主要是用于某江河床的覆盖层较薄且江底部岩石坚硬情况，不同的是双壁型的钢板围堰由于其侧板的刚度性能较大，更宜用于某江江水中水深较深情况。

某江特大桥常年水深5～12m，最大水深13m，其中4#墩河床基岩倾斜，5#号墩河床面基岩较平整。由于双壁型钢板围堰具有强度刚度均较高的双壁的钢壳，可承受桥梁深水的围堰内外水头的差压力，施工时基本不受该桥墩位处水深的限制，另外双壁型的钢板围堰的上部均能重复的使用，可充分发挥材料的利用率。4#、5#墩采用吊箱双壁型的钢板围堰，而吊箱双壁型的钢板围堰分带刃脚型钢板围堰和无刃脚型钢板围堰。

3.2 某江特大桥双壁型的钢板围堰的分析

某江特大桥双壁型的钢板围堰主要分带刃脚双壁型的钢板围堰和吊箱双壁型的钢板围堰，带刃脚的双壁型的钢板围堰又分平刃脚双壁型的钢板围堰、高低刃脚双壁型的钢板围堰、倾斜刃脚双壁型的钢板围堰，某江特大桥施工对这几种围堰类型进行简要分析。

3.2.1 平刃脚双壁型的钢板围堰方案

某江特大桥平刃脚双壁型的钢板围堰施工方案：采取水下爆破将某江特大桥墩位处的河床面全面爆破整平，利用水上清碴和吸泥设备将水下的爆碴及淤泥全部清除，在爆平的基岩上采用双壁型的钢板围堰施作水下基础。采取江水下爆破的方法将该江河床面整平以后再施作双壁型的钢板围堰的方案；而且在江水深水中采用水下爆破作业的工作难度还是比较大，很难达到预期效果，且用时会一定程度上影响该桥梁的施工工期。

3.2.2 某江特大桥高低刃脚双壁型的钢板围堰方案

某江特大桥对江水下河床和基岩进行局部的水下爆破，采用高低刃脚的双壁型的钢板围堰施作水下基础。施工的爆破、清碴量相对减小，费用增加不大。采用高低刃脚的双壁型的钢板围堰对水下爆破要求高，在深水中爆破难以达到预期效果；高低刃脚的双壁型的钢板围堰座落在软弱不均的江水河床面上，由于受力的不均可能造成双壁型的钢板围堰倾斜,双壁型的钢板围堰的刃脚需作特殊处理。

3.2.4 采用钢吊箱双壁型的钢板围堰方案

某江特大桥利用舟桥设备搭设水上作业平台，先钻孔成桩，再用钢吊箱封底、抽水施作承台、墩身。避免采用大量江水下爆破及水下清碴，实际清渣较多。缺点：（1）吊箱双壁型的钢板围堰主要针对高桩的承台而设计，某县某江特大桥4#、5#墩基础设计相对于河床面为低桩形式的承台，按设计变更抬高承台底标高（4#墩承台底抬高2m、5#墩承台底抬高1.5m）后仍然属于底桩承台，如果继续变更提高承台标高，枯水期承台露出水面可能影响航运，在设计变更以及与地方航运管理部门协商均有较大困难。（2）采用吊箱双壁型的钢板围堰须对河床进行清渣，实际施工时，4#、5#墩河床底所需要清渣状况。某江特大桥吊箱双壁型的钢板围堰在进行施工时承台清底是一项工作量较大的工作，在清底时，可采用长臂挖机及吸泥设备清底，4#墩采用了这这两种方法清底，长臂挖机在水上作业平台上开挖清底时间约1 个多月.5#墩采用长臂挖机清底时吸取4#墩经验，长臂挖机开挖清底较为彻底，钢板围堰下放时顺利。

本文主要对某县某江特大桥深水基础施工中实际所遇到的问题进行了分析和总结，介绍了江水深水桩基础施工的钢栈桥施工、钢板围堰施工，有望能为江水中深水桩基础的施工提供一定的经验。