水下倾斜裸岩面埋设超大直径桩基钢护筒的施工方法

文／中交北疆工程咨询有限公司 章孝建

关键字:水下；倾斜；裸岩面；超大直径；桩基；钢护筒；埋设

1 工程概况

湖南省祁东归阳至常宁蓬塘高速公路石潭湘江大桥横跨湘江河道，桥位湘江水面宽约464m，常年水深约12m（上下游均有航电枢纽船闸，常水位及流速较稳定），汛期最大流速为2.2m/s，通航等级为内河Ⅲ级。

全桥桥跨布置为（24×30+67+3×110+67）m 预应力砼小箱梁+预应力混凝土悬浇连续箱梁。主桥桩基共20 根，均为端承桩，其中24#墩为水中过渡墩设置4 根D2.8m 桩基；25#、26#、27#、28#墩均为D3.6m 桩基。

本文以27#墩为例，设计桩长58.5m，墩位处河床为少量卵石，多为裸露中风化泥质粉砂岩，单轴饱和抗压强度为8.33MPa，岩体较完整。该墩0#、1#和2#桩基岩面最大高差为2.91m，最大坡度22°。

该类桩基的施工难点和关键先决条件在于钢护筒的埋设效果。直接下沉护筒，护筒底脚有缺口且定位很难；即使在护筒和围挡间浇筑混凝土进行稳固，混凝土也极不稳定，效果也不理想。通过认真研究地勘资料和实地水下探测，经过多方论证、方案比选，钢护筒埋设方案采用“祼岩斜面初平+钢护筒四周浇筑水下混凝土封底固定”工艺，27#墩钢护筒埋设方案见图1。

图1 27#墩钢护筒埋设方案

2 钢护筒制作方案

钢护筒制作设计

本桥主墩桩基均为超大直径桩，依据设计与《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011），计算得出钢护筒内径不得小于 3.897m，取3.9m。采用公式：d ≥（D/2+h×i+d′)×2 =（3.6/2+19.7×0.5%+0.05)×2=3.897m

式中：D——为设计桩径（m），取值为 3.6m；

h——为钢护筒长度（m），按最长的19.7m 计算；

i——钢护筒设置倾斜率（%）

d′——钢护筒平面位置允许误差（m）

钢护筒拟采用12mm 厚Q235C 钢板卷制拼焊而成，加工内钢护筒顶、底节端部均满焊50m 高的加强段，壁厚为20mm，与钢护筒材质相同，防止变形。……