張傳濤

摘 要：興山縣峽口香溪河大橋主塔1#墩位于最大坡度60°的臨河陡坡上，設(shè)計采用D240 cm群樁及配樁基永久鋼護(hù)筒，以此加強主塔墩岸坡穩(wěn)定性。主塔基礎(chǔ)處場地狹小、迎水坡面陡峭，且承臺輪廓線外懸空尺寸大、懸空高度高，承臺區(qū)域1/2部分位于河岸上，1/2部分懸空于迎水坡面上，基礎(chǔ)施工難度大。本項目通過采用扶壁式擋土墻回填法及搭設(shè)鋼平臺來實現(xiàn)臨河陡坡主塔樁基及承臺施工作業(yè)面，確保的工程的順利施工。

關(guān)鍵詞：臨河陡坡承臺基礎(chǔ)施工;鋼平臺;扶壁式擋土墻

1 工程概述

興山縣峽口香溪河大橋工程項目位于湖北省宜昌市興山縣峽口鎮(zhèn)，是為分流峽口鎮(zhèn)過境交通及提升港口運輸交通而設(shè)置的公路橋梁，香溪河大橋工程采用主跨238 m的獨臂斜塔單索面鋼-砼混合梁斜拉橋，其中主塔1#墩位于河道岸坡上，1#墩主墩承臺平面尺寸為17.5 m×26 m，高6 m。承臺下設(shè)15根直徑2.4 m，長52 m/56 m的樁基。主墩處邊坡角度60°，承臺為半懸空狀態(tài)，最大懸空高度為9.7 m，最大懸臂長度為10.3 m。

從現(xiàn)場地形條件來看，河道受河流下切作用呈現(xiàn)U型斷面，導(dǎo)致1#墩位置施工現(xiàn)場布置局促，原施工方案采用施工第一排，第二排，第三排永久性鋼護(hù)筒→搭設(shè)施工鋼平臺→施工樁基→拆除樁基鋼平臺→搭設(shè)承臺鋼平臺的方式進(jìn)行。

1#主墩基礎(chǔ)立面布置見圖1：

受2020年年初新冠疫情影響，工程復(fù)工時間較晚，同時由于香溪河屬于三峽庫區(qū)，每年9月底開始蓄水，河道水位大幅上漲。2020年降雨天氣頻繁，6月份降雨達(dá)21天，如繼續(xù)按原方案組織施工將導(dǎo)致香溪河大橋關(guān)鍵節(jié)點1#墩樁基無法按照既定時間（11月1日水位上漲前）完成。針對這個情況為了確保工程順利完成，將鋼平臺搭設(shè)范圍順橋向三排樁搭設(shè)調(diào)整為順橋向大里程側(cè)兩排樁搭設(shè)，小里程側(cè)第一排與第二排樁間回填碎石土，第二排樁大里程側(cè)增加扶壁式擋墻。優(yōu)化之后的方案和之前的方案相比鋼平臺搭設(shè)面積縮減，大大減少了鋼結(jié)構(gòu)焊接與搭設(shè)時間，鋼平臺施工預(yù)計可縮短工期10天。同時，由于及時搭設(shè)鋼平臺，增加了樁基施工工作面，由原3臺鉆機增加到4臺鉆機同時施工，可縮短樁基施工周期20天。本文現(xiàn)就優(yōu)化后的臨河陡坡塔柱基礎(chǔ)施工平臺問題進(jìn)行探究。

2 臨河陡坡承臺施工鋼平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對比

原方案為在鄰水側(cè)用定位打樁船施打兩排18根φ630*8 mm鋼管樁，鋼管樁下沉就位后，焊接樁間平聯(lián)、剪刀撐，使之形成整體;然后在樁頂架設(shè)承重橫梁，橫梁上架設(shè)型鋼縱梁、依次鋪設(shè)分配梁和面板，加工橋面系施工平臺，平臺伸出承臺外邊緣7.1 m，以滿足鋼箱梁0#塊施工。但是由于受新冠疫情影響，工程復(fù)工時間較晚，此時無法使用打樁船施打，且施工周期長，此方案無法進(jìn)行。

經(jīng)充分掌握樁基周邊地質(zhì)、地形情況，經(jīng)研究考慮，在第二排樁基靠河側(cè)設(shè)置一道扶壁式擋土墻，對第一排，第二排鋼護(hù)筒間分層回填土碎石土進(jìn)行處理。第二三排鋼護(hù)筒之間設(shè)置鋼平臺。

鋼平臺結(jié)構(gòu)自下而上分別為鋼護(hù)筒、鋼牛腿、貝雷梁、平臺板。第一，鋼護(hù)筒：利用永久性鋼護(hù)筒作為鋼平臺持力結(jié)構(gòu)，第二排已施工成樁的5根鋼護(hù)筒牛腿頂面高度為175.195 m，第三排鋼護(hù)筒牛腿頂標(biāo)高為175.195 m。第二，鋼牛腿：單個鋼牛腿由厚20 mm的5塊鋼板組焊而成，鋼牛腿頂寬86 cm，底寬40 cm，高65 cm，與永久性鋼護(hù)筒采用單坡口雙面電焊連接，焊厚12 mm。第三，貝雷梁：臨河陡坡承臺施工鋼平臺主要承重結(jié)構(gòu)采用“321”貝雷梁，平臺橫橋向按20組貝雷梁布置，每組貝雷梁由6片構(gòu)成，貝雷梁上下弦桿均增設(shè)加強弦桿。第四，平臺板。貝雷梁的頂面直接鋪設(shè)龍骨結(jié)構(gòu)的平臺板，上層是順橋向I16型鋼，間距@40 cm，面板厚δ=10 mm鋼板;下層為橫橋向I40b型鋼，間距@200 cm，上層與下層型鋼之間采用斷續(xù)焊連接。

2.1 鋼平臺受力驗算

通過Midas Civil 2019有限元分析軟件，對鋼平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。各型鋼桿件均采用梁單元建模，邊界條件均采用彈性連接模似，施工荷載按照單元荷載進(jìn)行加載。確保結(jié)構(gòu)剛度滿足最大綜合應(yīng)力，位移滿足安全施工要求。

鋼平臺結(jié)構(gòu)驗算分樁基和承臺施工兩種情況：

（1）樁基施工階段：恒載為鋼平臺自重，活載為施工荷載、風(fēng)荷載，施工荷載通過上部梁系、牛腿傳遞至鋼護(hù)筒上，鋼護(hù)筒為主要承重結(jié)構(gòu)。

（2）承臺施工階段：恒載為平臺自重、承臺混凝土荷載，活載為施工荷載、混凝土澆筑振搗荷載及風(fēng)荷載。施工荷載通過上部梁系、牛腿傳遞至鋼護(hù)筒上，樁基與鋼護(hù)筒共同作為主要承重結(jié)構(gòu)。

3 臨河陡坡承臺基礎(chǔ)施工作業(yè)平臺施工工藝

3.1 鋼護(hù)筒施工

第一排靠岸側(cè)施工區(qū)域為碎礫石土，采用振動錘插打永久性鋼護(hù)筒比較困難，因此選用沖擊鉆引孔施工永久鋼護(hù)筒。由于第二、三排樁基位于斜坡上，無法架設(shè)沖擊鉆，采用人工挖孔施工法成孔，再利用吊車分段安裝鋼護(hù)筒而成，再用型鋼將各鋼護(hù)筒縱、橫向連成整體。

3.2 第一二排樁基間扶壁式擋土墻施工

在第二排樁基往大樁號側(cè)50 cm處做扶壁式擋土墻，墻長26 m，墻高5.2 m，墻厚50 cm。扶壁式擋墻施工完成后用碎石土進(jìn)行回填，為第二排樁基的施工提供平臺。

扶壁式擋土墻施工流程：現(xiàn)場準(zhǔn)備→測量放樣→墊層施工→墻身與扶壁鋼筋綁扎支?！鷫ι砼c扶壁澆筑→養(yǎng)護(hù)→回填

第二排鋼護(hù)筒安裝完畢后，利用鋼護(hù)筒抗剪系梁作為扶壁式擋土墻基礎(chǔ)，施工擋土墻身和縱肋。扶壁式擋土墻高度與鋼牛腿頂面平齊，墻身和縱肋完成后，砼強度達(dá)到75%，采用透水性材料分層回填墻背，使墻背填土與岸基連成一體，形成人工平臺。為確保扶壁式擋墻的整體穩(wěn)定性，在擋墻上設(shè)置觀測樁，每日使用全站儀對觀測樁進(jìn)行沉降和位移觀測。如果發(fā)生較大的變形（單日變形量超過3 mm），則暫時停止施工，對擋墻進(jìn)行全面檢查及做加固處理。

3.3 鋼平臺施工

鋼平臺主要結(jié)構(gòu)型式：鋼管樁+貝雷梁+平臺板構(gòu)成，結(jié)構(gòu)自下而上依次為：

3.3.1 鋼護(hù)筒

利用永久性鋼護(hù)筒作為鋼平臺持力結(jié)構(gòu)，小里程第二排、第三排已施工成樁的5根鋼護(hù)筒牛腿頂面控制標(biāo)高：175.195 m，便于貝雷梁直接安放在牛腿頂面。第三排鋼護(hù)筒牛腿頂標(biāo)高：175.195 m。

3.3.2 鋼牛腿

單個鋼牛腿由厚20 mm鋼板組焊而成，整體由3塊豎板和上下封板各1塊。鋼牛腿頂寬86 cm，底寬30 cm，高65 cm，與永久性鋼護(hù)筒采用單坡口雙面電焊連接，焊厚12 mm。

3.3.3 貝雷梁

平臺主要承重結(jié)構(gòu)采用“321”貝雷梁，平臺橫橋向按20組貝雷梁布置，每組貝雷梁由6片構(gòu)成。在履帶吊活動區(qū)域的兩組貝雷梁間加密I40工字鋼，共計加密3根。貝雷梁下弦桿與鋼牛腿之間用自加工鋼板卡子加強，上弦桿與平臺龍骨型鋼分配梁I40b之間用[16做成門型加固，貝雷梁與型鋼交叉點均增設(shè)I16型鋼立柱加強。在鋼護(hù)筒上焊掛鉤，用直徑φ22鋼絲繩將貝雷梁與第一排鋼護(hù)筒連接在一起增強貝雷梁抗傾覆能力。各組貝雷梁間用型鋼制作的專用花窗進(jìn)行橫向聯(lián)結(jié)，花窗縱向間距300 cm一道，增強貝雷梁整體剛度。

3.3.4 平臺板

貝雷梁的頂面直接鋪設(shè)平臺板，平臺板龍骨結(jié)構(gòu)型式：下層為橫橋向I40b型鋼，間距@200 cm，上層為順橋向I16型鋼，間距@40 cm，面板厚δ=10 mm鋼板。上層與下層型鋼之間采用斷續(xù)焊連接，鋼面板與上層I16型鋼之間采用周邊斷續(xù)焊固定。

4 樁基施工

鋼平臺搭設(shè)完成后即可進(jìn)行樁基鉆孔施工，施工鉆機可直接停放在鋼平臺上，降低了施工難度，通過優(yōu)化施工順序，可同時保證4臺鉆機施工，提高了施工效率。樁基混凝土澆筑完成后，鋼護(hù)筒與樁基及周圍巖層形成整理，在承臺施工時與樁基共同作為主要承重結(jié)構(gòu)。

5 承臺施工

樁基施工完成后，撤離鉆機，拆除樁基施工作業(yè)平臺，降低平面板標(biāo)高，重新搭設(shè)承臺施工作業(yè)平臺，承臺施工采用混凝土泵送澆筑方法，單個承臺設(shè)計方量為2730㎡，為大體積混凝土。由于混凝土荷載較大且懸空部分全部由鋼平臺承重，在混凝土澆筑前對鋼平臺進(jìn)行全面嚴(yán)格檢查，確保鋼平臺穩(wěn)定性滿足要求后才可澆筑;同時在鋼平臺上設(shè)置位移觀測點，混凝土澆筑過程中定時進(jìn)行位移監(jiān)測。

施工承臺前采用大型機械整平、壓實陸地承臺區(qū)域，整平后的地面標(biāo)高控制在175.495 m，地基承載力150 kPa，在該區(qū)域內(nèi)澆筑20 cm厚C25鋼筋砼墊層作為承臺底模，目的是防止陸地與鋼平臺銜接處產(chǎn)生不均勻沉降。

6 結(jié)束語

綜上所述，興山縣峽口香溪河大橋工程項目所在地區(qū)的地形復(fù)雜、場地狹小、山坡陡峭、高度大，河道受河流下切作用呈現(xiàn)U型斷面，導(dǎo)致1#墩位置施工現(xiàn)場布置局促，加上受疫情及汛期影響，工程無法按照既定時間完成。針對上述情況，為了確保工程順利完成，文章將鋼平臺搭設(shè)范圍順橋向三排樁搭設(shè)調(diào)整為順橋向大里程側(cè)兩排樁搭設(shè)，從多個施工細(xì)節(jié)分析了臨河陡坡承臺施工鋼平臺搭設(shè)的對策，旨在解決復(fù)雜環(huán)境中承臺施工難題，為今后類似工程施工提供參考經(jīng)驗。

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