水中钻孔桩平台施工技术

王 明

（中铁三局二公司，河北 石家庄 050031）

1 工程概况

容桂水道特大桥为广州至珠海城际快速轨道交通工程，其主跨跨越广州顺德区容桂水道，跨径组成108.85+2×185+115.5m，长594.65 m。大桥上部构造为预应力钢筋混凝土连续刚构。桥面顶宽11.6 m，墩身为双壁式矩形截面，承台为低水位承台，承台尺寸17.48×12.88×5.0 m，每承台下12根φ2.3 m钻孔桩。主跨东侧为在建太澳高速公路跨水道主桥桥墩，公、铁路桥墩为保证水道通行，设计为对孔设计。桥墩位置工程地质自上而下为：淤泥层，厚度1～2 m不等；亚黏土层，厚度5 m左右；粉砂层3～5 m不等；强风化泥、砂岩层2～4 m不等；弱风化泥、砂岩层3～9 m不等，见表1。

表1 各墩桩基设计情况

2 总体设计

2.1 水中施工平台

70号墩施工平台面尺寸设计为18×25.5 m，平台上考虑3台桩机同时施工，平台通过栈桥连接容桂水道北岸河堤，作为人员及小型机具的通道。

72号墩施工平台设计为18×31 m，平台上考虑5台桩机同时施工。在平台上架设40 t龙门吊，以解决钢筋笼吊安装就位，平台通过栈桥连接容桂水道南岸河堤，栈桥型式同北岸栈桥。

71号墩施工平台面尺寸设计为18×25.5 m，平台上考虑3台桩机同时施工。该墩位于容桂水道航道中央，大型浮吊、驳船靠墩将影响航道，考虑在该墩平台上设置一台40 t龙门吊，解决大型材料、设备的起运，这样可以基本不用大型浮吊，该墩机具、材料及人员均通过水上交通船运输，施工平台平面图见图1。

2.2 水中栈桥

栈桥主要用于施工人员上下班便道，小型材料、机械设备，混凝土输送管的通行等。南、北岸栈桥均设置在轨道交通和太澳公路承台之间的位置，北岸栈桥从北岸经69#墩至70#墩；南岸栈桥从南岸至72#墩。

3 水上栈桥及施工平台设计

图1 施工平台平面图

3.1 水上栈桥

栈桥顶面宽度2.0 m，通道宽度1.5 m。钢栈桥钢管桩用Ф63×1.0 cm钢管桩做基础，纵向跨度9.0 m，振动沉桩时根据实际情况打入淤泥层，一墩一根，顶面采用横向2I32 b工字钢作分配梁，纵向采用3根I25 b工字钢做主梁，其上铺设0.8 cm厚钢板或5 cm厚木板做面板。

钢管桩在船上接长到单根20 m长度，按设计要求标准进行采购，利用50 t起重船和45 kW振动锤打入钢管桩进入淤泥层，横向分配梁在岸上分段分组拼接，利用起重船安装就位，然后利用起重船安装纵向型钢分配梁、槽钢桥面板或木板。桥面板间隙不得大于2 cm，两侧按设计要求安装护栏及安全标志。

3.2 施工平台设计

容桂水道水位受潮汐影响，水位深度在6~10 m间。采用Ф63×1.0 cm钢管桩间距为4.6~5.5 m，其中最中间两排桩间距5.5 m。顺桥向布设3排钢管桩，单桩入土深度不小于10 m，振动沉桩时根据实际情况确定打入深度，上部固定在平台梁上。顺桥向用双拼贝雷架作主梁，横桥向I30 b工字钢作分配横梁，其上铺设0.8 cm厚钢板或5 cm厚木板做面板，施工平台正面图见图2。

3.3 水上施工平台施工方法

3.3.1 施工准备

钢管桩运输和堆放。钢管桩将由专业厂家加工的10~20 m长的Ф63×1.0 cm的钢管桩，直接用船运至工地即可，根据现场施工进度组织分批运送至工地，避免钢管桩压船。钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放，各层间垫木方，船上管桩的叠放层数不宜超过3层，以保证行船安全。钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。

3.3.2 钢管桩沉放

沉放前先计算出每条钢管桩的坐标，在两岸大堤上针对各桩分别布置一条基线，基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其坐标位置，并用水准仪测出其高程。然后计算出每一根桩上观测点的坐标及交会角，并汇总成表供观测沉桩使用。沉放时在下面布置一台全站仪观测定位，侧面设置两台经纬仪校核。

钢管桩沉放使用45 kW振动锤，能提供额定振动力为45 t，可以满足本工程的要求。起吊设备采用50 t起重船。起重船抛锚定位后，先期依靠钢管桩重力插入覆盖层中，上部用缆绳绑在吊船边，待桩身有一定稳定性后，再利用浮吊吊上振动沉桩机夹住钢管桩，开启振动沉桩机振动下沉钢管桩到位。钢管桩逐排沉放，一排桩沉放完成后再移船至一侧。

图2 施工平台正面图

图3 工作平台

钢管桩沉放应注意：振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难，沉放过程加强观测，钢管桩偏位不得大于10 mm，垂直度不得大于0.1%。钢管桩工作平台见图3。

3.3.3 桩顶及桩身处理

将整个平台钢管桩打完后，按设计要求确定桩顶标高，将整个平台钢管桩找平，对高出标高部分用气焊割除，低于标高的桩按实际长度进行接长至桩顶标高。

钢管桩顶找平后，在桩顶加焊口800×800、δ=10 mm钢盖板（若使用其他桩径的钢管桩则钢盖板平面尺寸亦相应加大），钢盖板必须与周边满焊，并保证钢盖板水平。同时在钢管桩侧面按照施工图纸要求焊接16槽钢剪刀撑,槽钢相交位置焊接连接。

3.3.4 安装横梁及贝雷架

桩顶钢盖板焊接完后，将2I30b工字钢用浮吊吊放至钢管桩桩顶，横桥向放置。托梁放在桩顶的中心位置调整水平，检查后与桩顶钢盖板焊接，工字钢与钢盖板的接触面满焊，然后按设计要求用浮吊安装纵向双拼贝雷梁并联结，贝雷架与横向托梁之间采用槽钢斜撑焊接连接。

3.3.5 平台顶面处理

贝雷架纵梁拼装安装完成后，在顶面按照图纸要求间距和位置用浮吊安装横向I30b工字钢分配梁，工字钢分配梁与贝雷架点焊连接，最后在其梁上铺设δ=10 mm厚铜板或5 cm厚木板，四周加设安全栏杆。平台迎航面设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，并在迎航面再打设两根Ф63 cm钢管桩作为防撞墩，以策安全。

4 结束语

目前，广珠城际轨道容桂水道特大桥主跨钻孔桩，在采用此方法搭设的工作平台上均已施工完毕，实际操作中平台上放置了3~5台钻机，平台比较稳定，未见平台变形及明显晃动等。

该水中平台还可把贝雷架换成双拼工字钢，但中间最好也加钢管桩支撑，具体施工可以根据施工现场的既有材料组织，但不管采用何种材料，首先平台还是要受力合理，顶面空间满足施工要求。