14个墩台,170根桩基
S12号墩最后一根桩基浇筑完毕-张佳乐
大桥共14个墩台,两侧陆地上共布置有4个墩台,其余10个墩塔(S3-S12)均位于水中。全桥共170根桩基,其中水中钻孔灌注桩148根、岛侧陆地环形排桩22根;S3-S4、S10-S12号墩为钢管复合桩基础,S5-S9号墩为钢管桩基础。由于大桥处于地震活跃带,主设计要求桩基钢桩内壁必须100%清洁,且确保桩底无残留沉渣。为切实满足设计要求,确保桩基受力符合标准,项目团队立足实际、开拓创新,采取一系列有效措施,攻克了诸多难题:
01.
装配式操作平台加快施工进度
大桥桩基采用清水钻钻孔施工法,钻机直接卡在钢桩顶部。大桥永久钢桩顶标高仅高出海平面60cm。为了保证海水涨潮时钻机不被海水浸泡,项目在永久钢桩顶部增加2.5m的临时钢管桩,将临时钢管桩与永久钢桩采用预留法兰盘连接接高,同时在钢桩接高段上搭设装配式操作平台供钢筋笼下放和混凝土灌注工作。平台与临时钢管桩采用一体化设计,装配式周转使用。这既减少了材料用量,又加快了桩基施工进度。
装配式操作平台—韩皈行
02.
多样钻孔工艺确保施工质量
大桥位于马里斯通海湾,海水深度在7—28米之间且海底地质情况复杂。针对不同地质情况,项目采用不同施工工艺,确保施工质量。如S3号墩水位较深,但海床覆盖层很薄,且为淤泥质土。普通钢桩打入的入岩深度无法满足高地震带下桥梁桩基受力要求,故项目采用双套管施工工艺。桩基施工时,先使用打桩船打设外侧钢护筒,借助钢护筒搭设钻孔施工平台进行钻孔作业,钻孔完成后采用浮吊吊装内侧钢管桩,然后下放钢筋笼、浇筑桩基混凝土。S5-S9号墩为钢管桩基础,仅在钢桩顶部42m高度范围内灌注混凝土。为确保桩基清孔及混凝土浇筑质量,项目采用“干浇”工艺,并采用人工清孔和桩底碎石封底等方式,以确保每根桩的100%清洁度以及桩内余水完全清理干净。此举得到了业主及监理的一致好评。
S3双套管施工工艺—韩皈行
03.
清孔新工艺提升桩基施工效率
为保证钢桩内壁和桩底沉渣清理干净,经调查研究,项目决定采用顶置式全套管清水钻、气举反循环工艺钻孔,以提高钻孔工作效率。此工艺曾在S5-S9号墩钢管桩基础的施工过程中得到过验证。由于桩基孔深最深达到90.6m,且桩底存在破碎岩层带,其他墩位的桩基清孔施工通过抽水和人工清孔方式很难达标。对此,项目全体员工集思广益,积极谏言。施工团队最终决定在钻头上焊接钢丝刷,在钻进过程中同步进行清孔工作。在次基础上,项目自制了第一代冲刷锥和第二代高压射水冲刷锥,极大地加快了桩基清孔速度,确保了桩基清孔质量,提高了桩基整体施工效率。
第二代冲刷锥—韩皈行
04.
开底驳钻渣循环系统满足环保要求
由于大桥处于欧盟自然保护区,业主及监理在海洋环境保护方面要求极高,且根据招标文件、技术说明等要求,桩基钻孔产生的钻渣严禁往海里排放,钻渣需运往20海里以外的指定区,这给本就时间紧促的桩基施工带来了极大的困难。结合钻机排渣补水循环系统和钻渣排放要求,项目选用开底驳作为排渣设备,将开底驳利用挡板分隔为两个仓(污水仓和清水仓),组成钻渣沉淀及清水循环系统,即将钻机排出的钻渣注入开底驳污水仓进行沉淀后再进入清水仓,最后用污水泵注入所钻的孔内。对于水的损失,则采用清水泵进行补水。待开底驳内钻渣排满后,运往规定区域排放,确保桩基施工满足桥位自然保护区的环保要求。
开底驳钻渣循环系统—韩皈行
05.
精准施策成功实现深水“排雷”
按计划,S12#墩桩基施工于2020年3月开始。在进行最后一根桩基(12号墩3-1钢桩)钻孔时,发生卡钻、无进尺现象,经专业人员水下探摸检查发现,由于地质原因导致钢桩底部6cm厚的桩靴一侧出现卷口,距离水面50多米。项目迅速聘请当地专业潜水及水下切割公司进行水下切割,但在切割过程中,由于桩底存在易燃易爆气体,频繁发生微爆,安全风险显著升级。经讨论分析,决定转换为水下爆破+局部切割方案,最终历时5个多月,成功将厚6cm、重达2吨的变形钢板割除,并顺利完成了钻孔及灌注作业。过程中先后克服了1.8m桩内操作空间狭小、水下精确爆破、6cm厚的钢板分层切割、50多米深水超高水压、海底存在易爆气体及切割块移除吊装等问题及困难。
潜水员作业
钢桩切除-韩皈行
供稿 | 韩皈行 编辑 | 张吉铖

