某大桥无覆盖层河床钻孔平台施工方案分析

何良忠

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

某桥梁工程采用双层四线钢桁梁双塔斜拉桥结构，其#2索塔桩基承台施工区域无覆盖层，岩体强度较大，施工极为困难，如何搭设安全可靠的钻孔平台，成为影响桥梁工程施工的难题[1-2]。该文结合我国桩基钻孔平台工程实践，全面分析了无覆盖河床钻孔平台施工方案，总结了桩基施工技术要点，可确保该项目顺利完成。同时，该研究成果可供类似工程参考借鉴。

1 工程概况

某桥梁工程主桥设计形式为双层四线钢桁梁双塔斜拉桥结构，跨径设置为62.5 m+125.0 m+425.0 m+175.0 m+75.0 m，长度877.8 m。#2索塔基础采用群桩承台基础，桩径φ2.8 m，长度有16 m、21 m、25 m三种，总计34根。基础形状为圆端形，具体尺寸为44.7 m（长）×28.8 m（高）×6.0 m（宽）。上游水位变化较大，基础长期处于水中。基础部位为裸岩，无覆盖层，岩石强度较高，#2索塔处于河流南岸，基础施工存在较大困难。

2 钻孔平台施工方案

#2索塔施工区域位于不良地质环境，水位变化较大，河床岩体裸露，无覆盖层，岩体强度大，钢护筒难以安装稳定，且基坑施工不得对周边环境及航道安全造成影响[3]。鉴于此，结合现场实际情况，制定出科学有效的桩基施工平台施工方案，即采用水下爆破技术施工承台基坑，并就近组焊钢护筒，利用浮吊将其吊装至设计位置，通过封底混凝土对钢护筒实施固定，从而完成钻孔灌注桩施工。

3 钻孔平台布置形式

钻孔平台顶高程176.9 m，规格为：45.3 m×30.2 m。自上而下为1 cm厚防滑钢板+横向I28a工字钢+纵向加强型贝雷梁，贝雷梁共设置16组，梁间距为250 mm双排布设，且每间隔3 m增设一道横向拉杆，提升其整体牢固性。结合贝雷梁安装位置，在钢护筒上焊接牛腿支撑，且严格控制各牛腿顶面高程，确保高差小于3 mm，最后将贝雷梁直接连接在牛腿上。钻孔桩平台布设形式如图1所示。

图1 钻孔桩平台布置（单位：mm）

4 钻孔桩施工平台

桩基承台基坑采取水下爆破方式施工，通过设置减震孔降低对周围设施的影响[4]。根据当地最大水位变化情况，工作水位及钻孔桩平台高程分别为171.5 m和176.9 m，钻孔桩平台高出当期最大蓄水水位175.0 m。

（1）承台基坑施工：采取爆破方式施工，并通过挖泥船对基槽实施清理。

（2）钻孔桩平台：采用直径3.1 m，厚度1.8 cm的钢护筒，预拼装后通过200 t浮吊吊装至指定位置，并进行组装。

（3）封底：待钢护筒就位后，在外侧采用钢板进行围护，对封底混凝土施工区域实施控制，并在围挡底部采取封堵加固措施，待加固合格后，开始封底混凝土施工，固定钻孔平台。

4.1 基槽开挖

#2承台主要处于河流南岸，边坡区域通过破碎机和浅层爆破进行处理，确保承台基坑尺寸及坡度满足要求。开挖立面结构形式如图2所示。

图2 #2基坑承台开挖立面（单位：m）

#2承台附近区域存在较多建筑结构，为降低施工影响，确保建筑结构安全、稳定，决定通过浅孔、中深孔技术进行爆破。结合现场水位情况，计划分两层爆破施工。首层施工至距离水位线1 m位置，阶高控制在2～3 m左右，采用水上浅孔爆破施工。其余部分则采用水下中深孔爆破施工。

4.2 桩基平台施工技术要点

4.2.1 钢护筒制作与运输

钢护筒在距离施工区域1 km处造船厂制作成型，制作过程中采用四点法保证其圆度，并按照标准要求控制焊接质量。

钢护筒内部支撑体系由两根规格为[10a工字钢进行十字焊接[5]。采用龙门吊将组装成型的钢护筒吊装至总装设备实施总装，总装完成后利用驳船运至组拼现场。

4.2.2 钢护筒组拼

单根钢护筒组拼：采用分节制作形式进行加工，待所有节段加工成型后，将其焊接成为一个整体，焊接部位通过4块厚度1.0 cm的高强钢板实施补强焊接，为有效提升护筒强度，避免出现变形，应在其端部分别焊接长度为20 cm的δ18 mm加强钢板进行加固。通过运输车将制作完成的钢护筒运送至码头，并经专业运送船将其运至施工现场，最后采用200 t浮吊将其吊至指定区域实施组装。

钢护筒拼装：钢护筒主要分为6组4根组和5组2根组两种形式[6]。前者采用现场拼装，后者则通过制造厂组装成型后运至施工现场。

4.2.3 钢护筒安装

#2索塔承台钢护筒安装工艺为：采用4根1组或2根1组的形式进行拼装，并通过浮吊将其吊至设计位置形成整体。

（1）定位架：为确保钢护筒入水准确性、稳定性，在基础边坡位置安装钢护筒定位架，定位架包含横杆、斜杆两部分，且全部由正双拼[22a槽钢加工焊接，其规格应结合现场实际状况确定，严格控制钢护筒定位偏差不超过5 cm，定位架布置形式如图3所示。

图3 钢护筒定位架布置（单位：mm）

（2）钢护筒下水：钢护筒下水前，应对浮式平台位置进行严格检验，并通过锚机实施调整，保证位置准确无误。钢护筒拼装完成后，通过200 t浮吊将其整体吊运至设计位置处，精准调节钢护筒，使其始终处于垂直状态，匀速缓慢下放至平台内部。在各钢护筒周围安装8根支撑钢管，待其到达指定位置后，下方钢管至基础底部，并将钢管、定位架焊接在钢护筒上，作为临时支撑体系，待钢护筒稳定后将顶部钢丝绳解除。至此钢护筒下水完成，按照上述工序依次完成后续钢护筒入水工作[7]。

（3）钢护筒组间连接：第二组钢护筒精准就位后，及时焊接相邻钢护筒连接件，连接件为高强度槽钢，采用浮吊实施吊装焊接作业。

（4）2根组与终组钢护筒下放：2根组与终组钢护筒稳定性较差，其入水方式与4根组相同。在完成各连接件焊接前，浮吊始终处于钢护筒吊装稳固状态，待连接件焊接牢固后方可撤除钢丝绳[8]。

4.2.4 贝雷梁安装

钻机平台采用的贝雷梁为国产321加强弦杆型。整组最大长度为30 m，最大重量为8.6 t。梁与梁之间的距离为250 mm。贝雷梁组在200 t浮吊甲板上完成拼装，并利用浮吊将其吊装至牛腿部位，先进行临时固定，待下组贝雷梁就位后，立即将两排梁间的连接杆安装到位，完成整体连接，确保结构安全、可靠。

4.2.5 牛腿支撑加工、安装

牛腿支撑由高强度钢板及规格为[28a槽钢制作而成，经试验检测满足标准要求后，运至施工现场，并通过浮吊运至钢护筒部位，采用链条葫芦对其实施调整，将其准确焊接至钢护筒上。

4.2.6 工字钢骨架的安装

工字钢骨架安装前，应预先在加工厂完成配料即编号工作，然后通过平板运输车将其运至码头，并通过驳船将其转运至施工现场。采用浮吊根据预先确定的配料及编号将其按顺序吊装至设计位置，并根据设计标准要求实施安装。预先在工字钢特定位置设置螺栓孔，待其安装至指定位置后通过U形连接件将其与贝雷梁牢固连接[9]。

4.3 灌注封底混凝土

贝雷梁安装完毕，应及时浇筑封底混凝土，实际施工时采用固定垂直导管施工工艺，将漏斗设置在浇筑平台部位。

（1）导管根据混凝土流动半径R=6.0 m布设，在混凝土难以到达的部位安装导管，导管距钢护筒、连接杆不得低于0.5 m，避免导管撞击连接杆系统，影响施工安全。

（2）上下游区域分别布设导管23根，且多设4根备用。导管管径为φ300 mm，长度15.2 m，最上部导管长度为0.5 m和1.0 m，最下部导管长度应大于2.5 m。正式使用前应对导管各方面性能实施全面检测，确保密闭性良好，管壁光滑。具体布设形式如图4所示。

图4 导管布置

（3）封底混凝土浇筑，沿横桥向从一侧向另一侧逐渐推进，通过导管实现水下混凝土浇筑[10]。现场应配备两台混凝土输送泵，结合现场灌注位置提前在平台位置安装好泵管，并固定牢靠。提前制作容积为8 m3的料斗，混凝土首盘浇筑时，应缓慢下放导管，确保导管底部距离坑底不超过30 cm，先装满导管上方2 m3小料斗，然后再进行8 m3大料斗灌注，导管连续浇筑，直至封底混凝土浇筑完成。

（4）混凝土浇筑过程中，应实时监测混凝土表面高程。确保高程偏差满足规范要求，避免高度过高，影响后续围堰施工，或混凝土封底厚度不足，造成钢护筒埋置深度达不到标准要求，威胁平台使用安全。

5 结论

综上所述，该文通过桥梁工程#2索塔基础无覆盖层河床钻孔平台施工方案的工程实践，得出如下结论：

（1）将钢护筒组装成4根或2根1组，采用型钢焊接连接杆使其成为一个整体。通过200 t浮吊机械将其吊装至设计位置实施安装，解决了无覆盖层河床钢护筒安装困难、牢固性差的难题，全面展现出河岸拼装简便快捷的优势。

（2）钢护筒用作钻孔平台支撑系统，降低了施工难度，减少工作量，提升施工效率。

（3）钢护筒分组就位后，及时灌注封底混凝土，最大限度确保钻孔平台的稳固性、可靠性，使施工更加安全。事实证明，此方法应用于无覆盖层河床钻孔平台施工中效果显著，值得积极推广和应用。