禾水特大桥深水低桩承台裸岩基础施工技术

马文勇 陈一钊

中铁一局集团有限公司广州分公司 广东 广州 511492

1 工程概况

昌赣客专禾水特大桥位于江西省吉安市，桥梁全长8484.49m。主桥采用48+80+48m 连续梁跨越禾水河，连续梁主墩为104#、105#墩，采用12根φ1.5m钻孔灌注桩基础，承台截面尺寸为10.6m×14.6m×（3+1.5）m。

主桥墩位上部覆盖层为粗圆砾土，稍密，层厚约1.5m，下部为强风化泥质砂岩，基本承载力300KPa。由于禾水河为Ⅵ级航道，承台底埋入河床强风化泥质砂岩2.8m，承台底标高为+38.786m。

桥址处设计施工水位+49.71m,设计水深6.424m。

2 方案比选

根据设计施工水位标高，原设计方案采用栈桥+钢平台+单壁钢围堰进行下部结构施工，对比筑岛围堰引孔法施工方案，其优缺点如下表所示：

通过对禾水河水位调查及走访，结合项目架梁工期实际情况，决定充分利用一个枯水期采用筑岛围堰施工完桩基及承台下部结构，涨水期短时间漫水停工，选用方案2作为实施方案。

3、施工方法

3.1、施工工艺流程

3.2、便道及筑岛围堰标高的确定

通过对禾水河水位调查及走访得知，在每年的7月至次年的2月为枯水期，水位保持在+45.5m左右。便道及筑岛围堰标高定位+47.0m，以满足枯水期施工要求。

3.3、便道及筑岛围堰施工

为保证在丰水期水流冲刷下的稳定，便道采用片石填筑，表层设置20cm厚碎石土垫层。迎水面采用大块片石及铁丝笼进行护坡防护。筑岛四周采用片石进行填筑，岛芯采用粘土汽车压实填筑。为便于钢板桩围堰引孔，岛芯平面四周各大于承台2m左右。

3.4、钻孔桩施工

筑岛填筑完成后，先施工正式桩基础。根据地质情况，桩基采用冲击钻进行施工。为加快施工进度，结合筑岛面积，单墩布置3台冲击钻机4个循环进行施工。

3.5、钢板桩引孔施工

施工前测量放线，在筑岛地面放出钢板桩设计轮廓线，作为引孔位置和钢板桩插打位置，并加以保护。

为确保钢板桩锚固深度，根据设计要求，钢板桩位置引孔至承台底以下4m深范围，引孔深度约12m，其中引孔强风化灰岩7.6m。承台范围内采用旋挖钻钻孔至承台底以下0.8m，其中引孔强风化基岩3.6m，以便浇筑封底混凝土。

引孔采用φ1.0m、φ1.5m旋挖钻进行，按一般钻孔施工方法进行引孔（钢护筒、造浆护壁）。为保证引孔效果及进度，旋挖钻引孔时要跳孔钻进并进行搭接，引孔位置要根据引孔桩位图进行精确定位。

每个孔引至设计标高后，及时回填细卵石土，土中不能含有大块石头，以免影响钢板桩打入深度。

围堰立面见图1。

图1 围堰立面图

图2 引孔布置图

第一步：φ1.0m旋挖钻沿钢板桩中线处全部钻孔取芯至钢板桩底（图3-3中3），挖除深度为至钢板桩底（12m，其中强风化砂岩7.6m），钻至标高后及时回填细卵石夹土，防止塌孔。

第二步：采用φ1500旋挖钻沿钢板桩边线再钻取两孔中间未钻取的基岩（图3-3中4），挖除深度至钢板桩底，钻至标高后及时回填细卵石夹土，防止塌孔。

3.6、钢板桩围堰施工

引孔完成后，施工钢板桩围堰。本工程选用拉森Ⅳ型钢板桩，宽40cm，重76.1kg/m，考虑到本工程地质情况的需要，拟采用桩长为12m的钢板桩。打设前对钢板桩进行调整焊接检查。钢板桩打设采用机械打拔机。

施工工艺流程为：测量放线→清理钢板桩→打设引桩 →设置导桩框架→插打定位钢板桩→插打钢板桩→基坑开挖及围囹支护→混凝土封底

图3 钢板桩插打

图4 基坑开挖

承台开挖上部覆盖层采用长臂挖机进行挖掘。进入强风化泥质粉砂岩层采用破碎机配合挖机进行挖除。在开挖过程中，可以将硬石块填入钢板桩与引孔的内侧间隙，以使得钢板桩与岩石密贴受力，减少下部钢板桩的变形。开挖时根据钢板桩围堰设计方案及时施做钢支撑。

3.7、承台浇筑

承台开挖到位后，由于承台底为岩层不需要进行封底。及时设置集水井收集因钢板桩不密封造成的漏水，保证承台范围干燥。根据承台高度及围堰内支撑情况，承台分两次浇筑，并埋设降温管，防止混凝土水化热过大产生温度裂纹。

4 结语

该主桥2015年8月5日开始进行便道及筑岛围堰施工，2015年9月12日正式开始桩基施工，2015年10月27日完成全部桩基施工，2015年11月3日开始采用旋挖钻引孔钢板桩围堰，2016年12月15日钢板桩插打完成，2016年2月19日浇筑完成全部承台，2016年3月3日浇筑完成桥墩，在一个枯水期内完成了主桥下部结构施工，为提前一年完成上部结构打下了扎实的基础。

通过该桥施工成功经验表明，该类水文地质条件下水中承台基础施工，结合工期影响，合理确定筑岛标高，采用引孔插打钢板桩围堰法，施工工艺简单，不需要特殊设备，成本低，风险小，可为其它类型的桥梁水中承台裸岩基础施工提供一些借鉴。