淺談特殊橋梁基礎施工技術論文

　　1水中基礎總體施工方案

　　鉆孔平臺施工采用“在橋墩位設置浮式平臺和水上浮式龍門吊機作臨時施工平臺；固腳鋼圍堰在陸上分塊加工、水上原位組拼、利用浮龍門整體下放、封底混凝土分區灌注；鋼護筒陸上分節加工、現場采用浮龍門逐根下放，50t浮吊配合人工安裝貝雷梁和型鋼作平臺上部結構”的總體施工方案。施工時利用已搭好的浮式平臺進行精確的水下地形測量，采用水下地形測量數據指導加工固腳鋼圍堰，浮龍門整體下放固腳鋼圍堰，以浮式平臺為依托設置鋼護筒的定位和導向架，用浮吊配合浮龍門下鋼護筒，接著分區澆筑水下混凝土進行封底固住鋼護筒下口，再利用浮吊在固定好的鋼護筒上搭設鉆孔樁平臺，沖擊鉆機鉆孔成樁，樁基完成后拆除鉆機平臺即可施工承臺。

　　2主要施工方法

　　2.1水下地形測量

　　根據現場水中起吊設備及施工條件，確定用鋼管測釬法對水下地形進行精確測量。為保證固腳鋼圍堰下放后能夠與河床面最大限度的吻合，對7#墩承臺范圍內的河床面地形做測量，測量范圍為25m×32m，以設計承臺中心為準進行平面定位，按50cm間距一個測點成網格形式進行水下地形測量。水下地形測量主要方法為：焊接一根長50m的直徑φ150mm的鋼管，利用標準舟節浮箱拼接而成作為水中測量操作和定位平臺，準確放出鋼圍堰四周邊線，50t浮吊吊起鋼管按照所放邊線50cm間距依次從一側向另一側進行吊裝下放。及時測量水面標高，根據水面標高和鋼管埋入水面以下深度計算出河床面標高，整理出成套的測量數據，根據測量數據繪制出水下地形斷面。

　　2.2固腳鋼圍堰設計

　　由于7#墩位河床水下地質為強風化凝灰巖，且地勢傾斜度較大，鋼護筒平均長度為45m，鋼護筒在河床無法固定，采用沿承臺范圍先下放單壁鋼圍堰，在鋼護筒安放到設計位置并在浮式平臺上固定好后，向鋼圍堰內澆筑水下混凝土將護筒下口封住，待混凝土達到強度后，鋼護筒就被穩穩地固定在河床面。根據水下地形測量測得的數據將鋼圍堰腳加工成與地形吻合形狀，設置隔板將處于地形高差較小的相鄰鋼護筒分成一個區域，加工成高低刃腳形式，使鋼圍堰下到河床后圍堰頂在這個區域是大致水平的，保證高一階區域澆筑水下混凝土時不向低處溢出。鋼圍堰設計為矩形，外形尺寸為32.3m×21m，四面由分塊壁板拼裝成型，圍堰內橫橋方向設計三道1m寬的的主桁架。縱向布置33道1.5～2m高，寬4.5m次桁架。根據水下地形測量成果，在圍堰內設置5道隔艙板將圍堰劃分為3個區域。根據圍堰總重和考慮安全系數，起吊系統共分五個部分：為安裝在鋼圍堰上的吊梁，吊梁共設置6組，每邊設置三組，吊梁結構由2I45a工字鋼組成。為起重扁擔梁，設置在浮式龍門下掛上，主要結構為2I45a工字鋼組成，共設置兩組，與每邊的吊梁位置相對應。為臨時錨固分配梁，臨時錨固分配梁設置在橫梁上的軌道上，主要結構為2I45a工字鋼組成，每組橫梁設置3組臨時錨固分配梁，與下方的吊梁及扁擔梁相對應。分為下放鋼絞線，每組吊梁設置4根鋼絞線，下部采用工作錨和工作夾片錨固在吊梁上，每組吊梁設置4根鋼絞線，下部采用工作錨和工作夾片錨固在吊梁上，鋼絞線上方通過工具錨和工具夾片錨固在扁擔梁上；橫梁上的分配梁作為鋼絞線的臨時錨固措施，錨固形式也采用工具錨和工具夾片。分為浮式龍門起重系統。

　　2.3固腳鋼圍堰加工、組拼固腳鋼圍堰分塊

　　在東岸鋼結構加工廠加工，根據現場起重能力和道路運輸條件綜合考慮，分塊長度不大于9m，高度不大于5m；總共固腳鋼圍堰分為66小塊，其中外側壁板分為20塊，隔板分為8塊，主桁架分為12塊，次桁架分為26塊。由于鋼圍堰組拼全部采用螺栓連接，分塊加工對鋼圍堰的加工精度較高，因此，在每塊固腳鋼圍堰加工完成后都必須經過檢查合格后方可運至現場。鋼圍堰組拼在水中浮式平臺上進行，為方便固腳鋼圍堰的下放，鋼圍堰拼裝平臺和浮式龍門合為一個操作平臺，即浮式龍門安裝在拼裝平臺上；固腳鋼圍堰在浮式平臺上分塊拼裝完成后，浮式龍門整體起吊鋼圍堰，拆除拼裝平臺即可下放。浮龍門平面尺寸為45m×39.2m，采用28節標準舟節作浮體拼組而成，拼組拼裝平臺時浮體中間加設兩條舟體。浮體前、后兩端用貝雷梁連結加固，浮體四角各增加一節標準舟節用于安放錨機。浮體拼組完成后，用高墩桿件組立6個支墩，支墩上方布置縱橫梁，縱橫梁間設置滑移設施，橫梁頂部布置軌道安裝天車用于鋼圍堰及鋼護筒的下沉，縱橫梁均采用加強型貝雷梁組拼。浮式龍門組拼完畢后對其進行試吊，試吊合格后以浮龍門平臺作為拼裝平臺開始拼裝固腳鋼圍堰。拼裝前，在平臺上放出圍堰十字中心線各主要結構位置。保證圍堰拼裝的精度。為保證圍堰著床后的穩定性，在圍堰壁板上共設置14個活動支腿，圍堰下放高度及平面位置滿足設計要求后，潛水員下水將各支腿與河床面頂緊后，錨固支腿。

　　2.4浮式平臺定位

　　圍堰拼裝完成90%時，將浮平臺用運輸船從岸邊拖至承臺設計位置，進行初定位。測量組根據鋼圍堰四角坐標計算角度值，用兩臺全站儀在兩岸指揮、監控浮平臺移動到指定位置，并錨定。浮平臺錨固系統分為水中錨定和岸上錨定。水中錨采用在水中拋重力錨塊（砼結構）進行精確定位，東西岸共設置4個。暗錨也采用砼結構，東西岸共設置8個。水中錨和暗錨與浮式平臺的水平錨定角均≥30°。由于受下游水口電站影響，庫區水位變化高差較大，為保證整個浮式平臺不受水位變化引起整個浮式平臺偏位，因此在浮平臺精確定位后須派專人對水位變化進行觀測，根據水位變化及時對浮式平臺錨固鋼絲繩進行收放。

　　2.5鋼圍堰

　　下放鋼圍堰拼裝完畢，驗收合格后開始做試吊前準備。安設監控量測標示，浮龍門起吊設備檢查無異常后起吊鋼圍堰進行試吊，試吊無異常，起吊鋼圍堰離開拼裝平臺50cm，錨固上錨固梁上夾片作為保險，開始拆除拼裝平臺。拼裝平臺拆除完畢，選擇晴朗，無風天氣開始下放鋼圍堰。下放前再次對浮式平臺位置進行校核，達到設計要求，開對圍堰平面位置進行判定，符合設計要求。同時潛水員下水對圍堰底部與河床面間高差情況進行探摸，技術人員將探摸情況匯總，并繪制圍堰著床情況分析圖。經過仔細核對、討論確定圍堰共有3處壁板基腳需切割，圍堰壁板底口大部分與河床面相吻合。水下切割完成后，確定下放高度后繼續下放，圍堰已有部分基腳與河床面接觸，此時潛水員下水下放設置在壁板上的活動之腿，支腿與河床面頂緊后錨固支腿。支墊完成后，再次下放，確定鋼圍堰平穩著床后，潛水員下水探摸確認，無異常。根據測量數據分析，圍堰著床后平面位置較設計位置偏差不大，滿足要求。

　　2.6鋼圍堰基腳

　　四周封堵潛水員下水對圍堰基腳與河床面接觸情況進行探摸，根據探摸情況繪制出圍堰基腳與河床面接觸情況圖，確定拋填片石、沙袋位置及數量。用標準舟節組拼拋填平臺，在平臺邊固定一根拋填用鋼管，鋼管80cm，底部距圍堰底部1.5m左右。拋填前，根據水下圍堰位置確定拋填鋼管位置，片石、沙袋從鋼管內拋填，保證拋填位置的準確性。拋填完畢后，潛水員即下水對沙袋進行堆碼，使其緊靠圍堰基腳。保證圍堰底部封堵的有效性。

　　2.7鋼護筒下放及封底砼

　　澆注7#墩鋼護筒共計18根，平均每根長45m，總長810m，總重1687.5t，鋼護筒所有頂面標高控制在+65.5m，鋼護筒分三個區進行下放，封底砼按照三個區進行灌注。在鋼圍堰下放完成之后，拆除下放系統，施工鋼護筒下放平臺，下放平臺主要由雙層貝雷梁結構組成，根據鋼護筒平面位置及浮式平臺位置，底層順橋向布置4組貝蕾梁，每組由三片貝雷梁組成，頂層橫橋向布置5組貝蕾梁，每組由兩片貝雷梁組成。根據樁位位置安放護筒下放導向架，導向架主要由型鋼拼裝焊接而成，主要承重梁為兩組2I45a工字鋼，并在固定導向框架的頂部，框架結構主要為[32a焊接而成，整個導向架高5m，導向框架由上下兩層水平正六邊形框同豎向桁架連接形成。導向裝置內設置有供鋼護筒定位、施沉過程中糾偏、調整的液壓千斤頂和鎖定裝置，調節范圍±150mm。經測量組測量放線后，精確定位導向架承重梁的位置，并把導向架的承重梁與頂層貝蕾梁利用螺栓連接固定，形成一個固定的導向架系。運輸船運輸分節鋼護筒至墩位處后，安放第一節鋼護筒，接長并下放，鋼護筒底部接觸河床面后，立即對鋼護筒上口、下口平面位置進行檢查，上口檢查方法為通過全站儀測設鋼護筒頂口平面位置，下口檢查方法可通過鋼護筒下口中心點綁扎一根測繩，測繩系上浮球，讓浮球漂浮在水面上，通過漂浮在水面上的浮球來測定鋼護筒是否垂直。如護筒不垂直，提起重新定位下放。按照此法依次下放其余鋼護筒。護筒下放著床后立即將護筒水面以上部位用槽鋼焊接形成桁架連接，一區鋼護筒下放完畢后，考慮到一區封底砼灌注時砼會流向相應的二區，因此在靠近一區的鋼護筒也納入一區進行下放。鋼護筒下放完畢后對已下放鋼護筒平面位置進行檢測，如有偏位立即進行調整，達到要求即進行封底砼澆注。封底砼設計強度等級為C20，配制強度提高10%。初凝時間要求不少于12h，砼擴展度大于60cm。封底導管采用φ273mm扣接式導管，導管采用固定布置，使用4個2m3料斗和4根50m長的導管進行澆筑，其中2根為備用導管。除每根鋼護筒內都應布置導管以外，在一區四角位置各布1根導管，中間按2排（4根）矩形布置。首批灌注每根導管砼不小于10m3，每根導管補料不超過1h，最后逐點補灌找平。為了全面、準確掌握控制水下混凝土高度和流動情況，除了在導管和周邊特殊位置布設測量點外，其余范圍也須布設測量網格，網格間距不宜大于3m，在接近封底砼頂面時，測點加密至1m，以防欠封對鋼圍堰封底砼整體受力影響，超灌對封底砼的浪費及污染河道。當個測點數據達到設計要求數據時，終止灌注，潛水員下水檢查封底砼灌注情況及圍堰周邊封堵是否有效。經潛水員探摸發現，Ⅰ區圍堰內砼已達到設計標高，砼流動性較好，圍堰內砼面基本一致。未發現圍堰底部砼跑出現象。封底效果較好。其余鋼護筒下放及封底砼澆注均參照一區執行，均達到良好效果。

　　2.8鉆孔平臺搭設

　　封底砼澆筑完畢后，即可拆除浮龍門，用浮吊輔助搭設鉆孔樁施工平臺。

　　3結束語

　　水下地形千變萬化，須盡可能清楚地掌握水下河床面情況，為施工方案的確定提供可靠依據，不可盲目施工。施工前需盡可能全面的分析施工中面臨的各種問題，并采取有效措施進行預防，并制定處理方案，將水下施工風險減小到最低。

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