浅滩桥梁桩基遇障碍物施工方法初探

摘要:广州东沙大桥位于广州市中心区南部,跨越珠江东平水道,其中40#、41#墩落在河道的滩涂地段,在施工中发现40#左幅桩基存在以前东沙水厂的抽水口基础,桩基无法施工;文章就障碍物的处理方法作以探讨。

关键词:浅滩桥梁;东沙大桥;障碍物;桩基;施工方法

中图分类号:U449文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)23-0147-02

一、工程简介

广州东沙大桥位于广州市中心区南部,跨越珠江东平水道,北面通过东沙立交与环城高速公路南环段及东沙大道相连,南面连接广州市新客站,是广州市东沙至新联高速公路上的一座特大型桥梁,主桥采用斜拉桥方案,效果如图1所示:

桥位处江面宽约350m,水深4～15m,设计流速1.35m/s,平均潮差约1.5m。主要技术标准为:双向六车道高速公路;公路I级设计荷载;计算行车车速100km/h;地震动峰值加速度系数0.1g;通航净高33m,净宽230m。

二、 浅滩桩基施工

(一)工程概况

40#和41#墩位于水中,41#墩为主桥的边墩,桩基直径为φ180cm,40#墩桩基直径为φ150cm。按设计要求,其桩基均为支承桩,嵌岩深度不小于2D。

按地质图桩基所处的地层岩性从上到下主要为第四系三角海陆交互相沉积层、白垩系红色岩系组成。第四系覆盖层厚12.0～17m,主要由淤泥、亚粘土、细砂至粗砂等不同级配的砂土组成。基底主要由红色泥质粉砂岩及基风化层组成。按其岩性及风化程度不同,分为:全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、弱风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。

40#和41#墩位离北岸最远水平距离仅70m,河床底-0.856m,最高洪水位3.644m。按原施工方案,准备在冬季将滩涂地段填2米至河堤,浅滩地段的桥梁上部、下部施工完成后,在汛期来临前把填土清理,用作引桥的填方地段,充分利用资源。但根据相关部门的批文,在东平水道区域施工的严禁采用筑岛围堰施工,因此水中两个墩采用搭设临时便桥和施工钻孔平台施工。钻孔平台如图2所示:

(二)桩基施工

1.施工钻孔平台搭设。便桥及钻孔施工平台均由钢管桩、贝雷梁、工字钢、槽钢、钢板组成,钢管桩采用φ100cm×0.8cm的钢管,其搭设采用水上打桩船,利用高潮水时施打完成,其他的搭设采用汽车吊从岸边往江中搭设。搭设工艺流程按图3进行:

2.桩护筒施打。钻孔平台搭设好,准备进行桩护筒下放、施打;桩护筒采用直径为190cm,用10mm钢板卷制而成。接口处焊小块钢板加固,刃脚用10mm钢板加厚,高度为20cm;按测量放样,焊好导向架,用60kW震动锤进行下放,40#墩右幅、41#墩左右幅均能顺利下放,但40#墩左幅却下放2米左右后,无论如何也下放不了。用木棍、粗钢筋往下探也没有发现桩位的异常情况。

3.障碍物的发现及处理。桥址38#、39#墩为东沙水厂,40#墩左幅会不会跟这个有关,经过我们走访水厂有关人员,发现东沙水厂存在新旧2个取水口,40#墩左幅位置是旧的取水口,该位置由钢板、过滤水管、钢筋混凝土基础组成。而此时我们的施工平台及便桥都已经搭设好了,包括施工上部构造的支架护筒也施打好了,若采用先把障碍物处理好后在按常规施工已经不可能了。

经研究,我们用钻机直接冲破障碍物再下放桩护筒;钻机采用冲击反循环钻进技术,钻机为CFZ-2000型冲击反循环钻机。钻机主要由传动系统、冲击钻头、钻架及底盘、电气控制柜等几部分组成。其工作原理是用两根钢丝绳对称地提引冲击钻头,通过同步卷筒的自动调整使两根钢丝绳受力相等。主电机通过传动机驱动曲柄摇杆冲击机构使钻头作上下往复运动,形成极大的瞬时冲击力破碎地层。在两根钢丝绳之间放置排渣管,排渣管的下端插入钻头中心管中,在钻头作上下冲击运动时,排渣管保持相对静止,通过潜水砂石泵连续排出破碎下来的岩渣。

冲击反循环钻进技术是一种将传统钢丝绳钻进方法和反循环连续排渣技术结合起来的新型钻进成孔方法。冲击反循环钻头的特点是在冲击钻进过程中钻头同时旋转。在40#墩左幅4根桩基障碍物处理过程中,排出的有砼块、冲断的钢筋头、吸水管及碎钢板等,在冲过河床底5米左右,发现障碍物已经不存在后,开始移机、下放桩护筒;2#、6#桩的桩护筒能顺利下放,但1#、5#的桩护筒还是不能下放,沿着桩护筒周围对河床进行探测,也没有发现障碍物,我们采用120kW的震动锤进行下放,1#、5#的桩护筒也顺利下放到位。

4.钻孔施工。钻机重新对中就为进行钻孔施工,直至终孔,下放钢筋笼和浇注砼;40#墩左幅桩基,经省交通工程质量检测中心检测,全部为I类桩,采用这种方法处理障碍物,确保了桩基的质量。

三、结语

东沙大桥40#、41#墩落在河道浅滩地段,工程地质勘察图显示,这8根桩基都进行了地质超前钻探,但40#墩左幅大面积的障碍物却未能发现,地质钻探的准确性值得怀疑,这个作为有经验的承包商也无法预料的;作为施工单位,施工前应该与有关各方取得联系,准确掌握桥址具体情况,便于提前做好有关准备,确保施工顺利进行。

参考文献

[1]广东省公路勘察规划设计院有限公司.广州东沙至新联高速公路工程S01合同段三阶段施工图设计[S].2005.

[2]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)[S].