安慶橋深水基礎施工難點及其施工技術

長江公司祝賀集團公司技術交流大會圓滿成功安慶長江大橋深水基礎施工難點及其解決辦法歐陽鋼安慶長江大橋深水基礎施工難點及其解決方法歐陽鋼【提

要】

本文全面介紹了安慶長江公路大橋北塔墩基礎墩位在地質(zhì)地貌異常復雜、基巖面3.25米大高差、鋼圍堰刃腳在不足1/3刃腳長度著巖的情況下，鋼圍堰在封底前和封底后汛期渡洪時的穩(wěn)定關鍵施工技術，以及近50m深水和基巖面大高差情況下的深水樁基礎清水鉆孔施工難點和解決方法【關鍵詞】安慶長江公路大橋

深水基礎

鋼圍堰穩(wěn)定施工難點解決方法安慶長江大橋深水基礎施工難點及其解決方法【提要】本文全面介紹了安慶長江公路大橋北塔墩基礎墩位在地質(zhì)地貌異常復雜、基巖面3.25米大高差、鋼圍堰刃腳在不足1/3刃腳長度著巖的情況下，鋼圍堰在封底前和封底后汛期渡洪時的穩(wěn)定關鍵施工技術，以及近50m深水和基巖面大高差情況下的深水樁基礎清水鉆孔施工難點和解決方法【關鍵詞】安慶長江公路大橋深水基礎鋼圍堰穩(wěn)定施工難點解決方法一、工程概況安慶長江公路大橋穿越長江北岸的安慶市區(qū)，跨過長江，在南岸與318國道相交，全長5.9km；為國家重點建設工程項目；大橋主橋為50+215+510+215+50m五跨連續(xù)雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，主橋全長1040m，主塔高184米。（一）索塔基礎形式索塔深水基礎采用雙壁鋼圍堰+鉆孔樁復合基礎，樁基設計為18根Φ3m的鉆孔灌注樁，呈梅花形布置，按摩擦支承柱樁受力考慮,樁樁長84米，標高由－93.00～-9.00米,C30#混凝土。鋼圍堰為雙壁自浮式結(jié)構，外徑32m，內(nèi)徑29m，壁厚1.5m，壁內(nèi)設計考慮澆注C20#井壁混凝土至-2.77米標高，C20#封底混凝土設計厚7m。（二）地質(zhì)條件北塔墩位江底河床面高程為-19.8～-21.3m，覆蓋層厚為11.4～13.8m，上部為細砂、砂礫石層，下部為砂卵石層，卵石層厚2～3m，卵石粒徑一般5～8cm，最大12cm。鋼圍堰刃腳下基巖層最高標高為-32.0m，最低標高為-35.25m，北上游向刃腳處的巖面與南下游向刃腳處的巖面高差為3.25m。鋼圍堰著巖巖層容許承載力為0.6MPa，極限摩阻力為0.12MPa。（三）水文條件江面1—4月水位為4.30m～8.80m，6～8月為12.19m～13.05m，歷史最高水位黃海高程13.05米。中水期橋位處水流速度為0.91m/s～1.31m/s，洪水期橋位處水流速度為1.83m/s～2.33m/s。但在2002年基礎施工期間實際水位連續(xù)109天超歷史同期最高水位,正是這連續(xù)109天超歷史同期最高水位和業(yè)主提供的不準確的地質(zhì)資料給基礎施工帶了很大困難。二、北塔基礎鋼圍堰穩(wěn)定施工難點及其解決辦法（一)鋼圍堰施工難點由于業(yè)主提供的地質(zhì)資料不準確，加之大橋跨徑調(diào)整（北塔墩位在開工之際向岸側(cè)移動了7.5米）移動后的墩位沒有補充地質(zhì)鉆探，墩位的基巖高程都是通過原本就不準確不詳細的地質(zhì)資料采取外延內(nèi)插而得出的，得出的資料與移位前的墩位地質(zhì)資料沒有明顯變化，事實上移位后的墩位實際地質(zhì)情況與采取外延內(nèi)插而得出的巖面標高相差很遠，當圍堰北面刃腳著巖（32.0米標高）時，圍堰南面刃腳離基巖還相差3米多，原設計要求鋼圍堰刃腳下沉至-34.0m標高，這樣必須去除圍堰刃腳下基巖，去除圍堰刃腳下基巖需要水下爆破(銅陵長江大橋深水基礎大型鋼圍堰原設計要求為嵌巖2米，以提高基礎抗沖涮能力?？紤]當時進度、水下爆破作業(yè)風險和高難度,特別是大斜度深水炮孔定位和鉆孔時間長，經(jīng)權衡嵌巖深度和早日封底成樁渡洪利弊，設計改嵌巖2米為1米,實際水下爆破1米耗時20天，施工共采用六臺地質(zhì)鉆機、使用了炸藥1664公斤，爆破160孔)或其它工藝，如此大的水下爆破工程至少需要2個月時間，時值二月下旬，這樣不但費工費時，最大的隱患是爆破產(chǎn)生的沖擊波會造成圍堰向南傾斜，質(zhì)量沒有保證，而且一旦汛期前不能完成圍堰嵌巖，圍堰在汛期的穩(wěn)定成了最大的安全隱患，一旦圍堰被洪水沖走，將會給下游人民的生命財產(chǎn)帶來不可估量的損失（同年在淮河上就發(fā)生了橋梁基礎施工鋼護筒被洪水沖走的事故，給下游人民帶來了許多損失，最后通過沉船才得以穩(wěn)住漂浮的護筒，保住下游的橋梁。淮河上的小護筒況且如此，長江上直徑達32米、重達9000多噸的雙壁鋼圍堰在3米每秒的流速下的能量可想而知是多么地大和可怕），為此，深水基礎基巖大高差地質(zhì)條件下的平底刃腳圍堰的穩(wěn)定成了我們要解決的課題難點。（二)鋼圍堰在封底前部分刃腳著巖狀態(tài)時的穩(wěn)定施工技術面對深水基礎基巖大高差地質(zhì)條件下的平底刃腳圍堰的穩(wěn)定施工難點，大橋參建單位多次召開有業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理等有關各方人員參加的專題會議，分析了圍堰當時的不利情況，并討論了相應對策，最后我司提出的不繼續(xù)使圍堰下沉，利用鋼管樁嵌巖支承圍堰、避免鋼圍堰單側(cè)著巖傾斜；利用鋼護筒和短樁支承封底混凝土防懸空措施，避免鋼圍堰內(nèi)封底混凝土底部分卵石被沖涮造成封底混凝土懸空開裂的技術措施得到了一橋四方和專家們的認可，最終實施成功1、鋼圍堰在封底前狀況鋼圍堰刃腳下基巖面最高標高為-32.0m，最低標高為-35.25m，北上游向刃腳處的巖面與南下游向刃腳處的巖面高差為3.25m，基巖斜面上覆蓋層為砂礫石。此時鋼圍堰的拼裝已全部完成，處在傾斜基巖面上的鋼圍堰僅有岸側(cè)約1/4刃腳著巖，其余大部分刃腳則支承在卵石砂礫層中；鋼圍堰刃腳段平均高程為-32.355m，堰頂平均高程為+15.045m。鋼圍堰外周邊河床覆蓋層厚度最小為4.2m，最大為10.4m，平均為6.8m。鋼圍堰頂面偏南5.6cm，偏上游29cm；刃腳面偏南7.1cm，偏上游6.5cm，其傾斜度南北向為0.3‰，上下游向為4.7‰。鋼圍堰的位置精度滿足設計要求。圍堰總高為47.4m，鋼材總重為1309.0t。鋼圍堰填壁混凝土已澆筑3000m3，重量約為7500.0t。鋼圍堰艙壁內(nèi)灌水總重約1966t。鋼圍堰系統(tǒng)目前總重約為10865t，扣除水浮力重量為5582t。2、穩(wěn)定性分析鋼圍堰下沉至-32.3m左右標高后，僅在北側(cè)刃腳著巖范圍進行吹砂施工。在10多天時間內(nèi)，盡管進行了鋼圍堰拼接、隔艙內(nèi)灌水、堰內(nèi)中心及中心以北半邊范圍的吹砂清基施工，使圍堰增加重量約400t，圍堰北半邊刃腳斜板下覆蓋層已被清空，但鋼圍堰的位置，傾斜度并沒有發(fā)生變化。同時，堰外圍堰周邊河床覆蓋層沖刷狀況也幾乎沒有變化。北塔基礎設計的考慮是，在汛期前完成鋼圍堰封底和成基樁4根，以及此后在洪峰來臨前盡可能多成樁，使封底混凝土有可靠支承，則鋼圍堰渡洪萬無一失。即使鋼圍堰下巖層可以被沖空，鋼圍堰系統(tǒng)自重也可由基樁承受。但未封底前，由于上游、北側(cè)圍堰刃腳已著巖，未著巖部分的卵石層也不厚，下游是回水淤積區(qū)，沖刷情況不嚴重，所以鋼圍堰的安全隱患在于鋼圍堰南側(cè)刃腳卵石層被空，出現(xiàn)鋼圍堰傾斜情況。3、穩(wěn)定措施為防鋼圍堰南側(cè)刃腳被沖空下沉傾斜，從鋼圍堰南側(cè)伸出一定數(shù)量的抗傾鋼管樁穿過卵石層并進入巖層代替鋼圍堰刃腳著巖是較好的方法。由于鋼圍堰有一部分著巖，有一部分不考慮被沖空，故抗傾鋼管樁最多需承受鋼圍堰一半的自重，且因為圍堰自身的強大剛度，各抗傾鋼管樁幾乎可認為均勻承擔受力，由此可確定抗傾鋼管樁數(shù)量。由于鋼圍堰露出水面有足夠高度，因此抗傾鋼管樁與鋼圍堰采用焊連方式也有足夠高度。為保證鋼圍堰體系的安全穩(wěn)定，現(xiàn)未澆完的隔艙混凝土留待較多基樁完成后，鋼圍堰系統(tǒng)已完全穩(wěn)定后再澆筑完成。在堰內(nèi)南側(cè)堰壁處布置6根抗傾鋼管樁，其規(guī)格為Ф120×δ8，長度為52.5m，用160噸振動錘將其打入巖層4~5米。在封底前，在抗傾鋼管樁內(nèi)填充混凝土至鋼圍堰封底混凝土面，有7.5～9.5m高度。4、穩(wěn)定措施受力計算（包括不設抗傾鋼管樁鋼圍堰的受力狀況和抗傾鋼管樁的支承能力計算，后者包括抗傾鋼管樁位置土層的支承能力和抗傾鋼管樁自身的承載能力計算，這里由于時間關系不再詳細介紹，計算結(jié)果表明該技術能滿足圍堰穩(wěn)定施工需要）（1）、不設抗傾鋼管樁鋼圍堰的受力狀況假定圍堰外覆蓋層不被沖空，則鋼圍堰刃腳下卵石層也不會被淘空。按卵石層的支承及3m覆蓋層摩阻力考慮，其支承整體鋼圍堰的能力為：P=π（R2-r2）?[δ]+πD?h?[τ]=π（162-14.52）?30+π32?3?10=7327.8t，P=7327.8t＞鋼圍堰體系重量=5582t由計算可知：在上述假定情況下如果圍堰覆蓋層不被沖空，鋼圍堰的安全是有保障的。（2）、抗傾鋼管樁的支承能力1）抗傾鋼管樁位置土層的支承能力P1=π?D?h1?[τ1]+π?D?h2?[τ2]+πR2?[δ]=π?1.2?3.25?20+π?1.2?3?12+π0.62?60=493.9t2)抗傾鋼管樁自身的承載能力截面承載能力：P2=π（R2-r2）?[δ]?1.3=π（602-59.22）?1.35?1.3=525.8t失穩(wěn)臨界力計算：I=0.0491?（D2-d2）=0.0491?（120D2-118.42）=532242.798cm′臨界力Ncr=π2EI/（μl）2=π2?2.01?106?532242.798/（0.8?4850）2=714.71t

綜合1）、2），抗傾鋼管樁的支承能力取P=493.9t，于是6根抗傾鋼管樁能夠承受6×493.9=2963.4t?＞5582/2=2791t,故6根抗傾鋼管樁有能力承受鋼圍堰一半重量。為保證封底混凝土質(zhì)量，鋼圍堰堰內(nèi)仍按要求清基形成鍋底形狀（河床標高由圍堰內(nèi)壁處標高-30.05m～-32.85m，向圍堰中心標高-34.45m逐步遞減），但仔細控制不擾動鋼圍堰南側(cè)刃腳處卵石層，以使鋼圍堰處于安全狀態(tài)。鋼圍堰體系當時自重為10865t，扣除水浮力重量為5582t。由于圍堰隔艙內(nèi)已灌水1966t。在鋼圍堰封底，成樁達到足夠安全狀況前，所施加的平臺和鉆孔設施重量，將通過等重放水抵消而保持鋼圍堰重量的穩(wěn)定，從而增加鋼圍堰穩(wěn)定的安全系數(shù)。2002年3月22日，完成了圍堰封底混凝土澆注，共澆注混凝土4533m3。2004年4月18日至4月22日分別完成16#和17#樁基。前面已經(jīng)介紹，因為墩位基巖面嚴重傾斜，局部基巖面高差很大，另由于鋼圍堰體系僅處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，強力振打護筒，圍堰的的標高和平面位置隨之變化，加之鋼護筒采用薄板加豎肋和水平環(huán)板結(jié)構，振打入巖阻力極大，故樁基鋼護筒在振打施工時無法確保刃腳全部著巖，

事實上1~6號鋼護筒仍有一部分懸在基巖面之上而處在卵石層中，其他鋼護筒均大部分或完全嵌巖；加之江側(cè)圍堰和部分封底混凝土又恰恰支承在不穩(wěn)定的卵石層上，如果汛期洪水將不穩(wěn)定的砂礫石沖刷掉（在沒有采取其他相應必要措施的情況下），很有可能會造成鋼圍堰的整體傾斜。（三)鋼圍堰在封底后汛期渡洪狀態(tài)時的穩(wěn)定技術鋼圍堰渡洪短樁施工為確保鋼圍堰系統(tǒng)安全，在汛期洪峰來臨前，必須完成墩位江側(cè)1～6號基樁中的2～3根樁基礎的成樁，較為有利的是1、4、6號基樁。但1～6號基樁在鉆孔施工過程都出現(xiàn)護筒外砂礫石受到擾動及土側(cè)壓力后向孔內(nèi)坍塌，鉆機無法鉆進，為此試用了壓漿固結(jié)砂礫石層穩(wěn)定的方法和泥漿護壁的方法鉆孔，但都沒有取得成功，最后采用保險的內(nèi)護筒方法方法才得以順利鉆進，當時是五月初，長江常規(guī)汛期要到六月中旬，按照計劃汛期洪峰來臨前，完成墩位江側(cè)1～6號基樁中的2～3根樁基礎的成樁應該沒問題，這樣鋼圍堰至少有4根基樁渡洪，安全可靠，但當年洪水在四月下旬就早早來到，而且江側(cè)圍堰和部分封底混凝土下的砂礫石有沖刷的趨勢，一橋四方當機立斷將1、4號樁基施工成短樁(澆筑C30素混凝土，待汛期過后鉆除短樁混凝土重新按設計長度澆注1、4號樁基)，樁底進入基巖5米(-41.0米標高)，樁頂與封底砼頂面平齊(-23.0米標高)。這樣在汛期來臨時，北塔鋼圍堰至少有4根基樁支承圍堰體系和抵抗洪水的水平?jīng)_擊渡洪，使鋼圍堰更加穩(wěn)定、安全。鋼圍堰渡洪受力分析（1）封底砼受力分析隨著洪峰的出現(xiàn)，加劇了覆蓋層的沖刷，封底混凝土結(jié)構因為沖刷而存在的懸空問題，考慮懸空部分的重量由鋼護筒和樁基支承，為了弄清封底混凝土結(jié)構懸空狀態(tài)和在堰內(nèi)抽水前澆注圍堰填芯砼時是否造成封底砼安全儲備不足或遭受破壞，影響后期施工，則進行了封底混凝土由鋼護筒和樁基支承狀態(tài)時的受力分析，將封底砼簡化為連續(xù)梁，假設工況條件為：封底砼以下的覆蓋層全部被淘空，封底砼除了在水浮力、護筒外壁和圍堰內(nèi)壁的支撐作用外，其余部位都處于懸空狀態(tài)。從圍堰內(nèi)壁距刃腳2.65m處開始，沿圍堰內(nèi)壁共設置三道寬為10cm，厚8mm的剪力鍵，沿圍堰內(nèi)壁環(huán)繞三周，三道剪力鍵之間豎向間距為87cm。護筒外壁每豎向間隔1.8m設置一道環(huán)向勁板，板厚12mm,寬10cm。故將封底砼簡化為連續(xù)梁受力應為合理模式，（砼自重Υ=2.40t/m3,水浮力f=1.0t/m3）ó===324.3KPaó=0.32Mpa，R1=1.55MPa，K=1.55/0.32=4.8，由計算結(jié)果可知懸空狀態(tài)封底砼不會破壞。（2）樁基承載力受力分析由于16#、17#樁已施工完成，加之鋼圍堰及7M厚的封底混凝土具有強大的自身剛度，1#、4#短樁可以認為與16#、17#樁均勻承擔荷載。且1#、4#短樁合計承擔封底混凝土的重量扣除水的浮力后的重量的一半。則每根短樁承擔的荷載為：6346T/4=1587T根據(jù)地質(zhì)資料北塔墩在-39米標高位置是微~新鮮基巖，而且天然單軸極限抗壓強度有20MP，1#、4#抗洪短樁底標高為-41米，此時抗洪短樁承載力為7000噸，遠大于每根短樁需承擔封底混凝土的荷載（1587T）。（3）圍堰整體豎向穩(wěn)定性分析圍堰內(nèi)壁與封底砼之間的摩阻力和剪力鍵的支撐力計算考慮粗糙砼與鋼板間的材料摩阻力系數(shù)近似地取0.3，圍堰所受水壓力最小取（水位標高取+10米，封底砼頂面為-23米）F=r?g?h=1.0×103×10×33=3.3×105N/m，所以摩阻力f=[τ]?A?F=0.3×3.14×29.00×7×3.3×105=6310t鋼圍堰內(nèi)壁與封底砼接觸面處也設有∠70×70×6mm角鋼剪力鍵，豎向間距200mm。剪力鍵的作用在于局部增強抗剪作用。圍堰系統(tǒng)恒載（扣除水浮力）G=14776t，圍堰系統(tǒng)所受支承力總和為：7000×4（四根樁基礎支承力）+6×493.9（六根抗傾鋼管樁支承力）+2791（圍堰著巖部分支承力）=33754.4t安全系數(shù)：K=33754.4/14776=2.28，豎向受力安全。（4）圍堰整體傾覆穩(wěn)定性分析流水阻力：F=KArv2/2g=0.8×1.0×（29.0×49.0）×2.52/20=360t，不考慮風力的影響，圍堰封底砼以下的砂卵石覆蓋層基本上被淘空。因此鋼圍堰整體結(jié)構的傾覆穩(wěn)定性K==24＞＞1，由此可見，圍堰整體傾覆穩(wěn)定性滿足要求。三、3m大口徑超長樁基的成樁（一）樁基施工背景如前所述，由于墩位巖面嚴重傾斜，為此實施了鋼管樁著巖抗傾支承、鋼護筒和短樁混凝土支承封底砼防懸空的技術。因為局部基巖面高差很大，加之封底前堰底無法進行有效清底，故樁基鋼護筒在振打施工時并不能確保刃腳全部著巖，事實上1~6號樁（樁基平面布置見右下圖）鋼護筒仍有一部分懸在基巖面之上而處在卵石層中，其他鋼護筒均大部分或完全嵌巖，正是這些因素給樁基礎清水鉆帶來了很多困難。（二）樁基鉆孔主要技術措施鉆孔平臺采用貝雷架作為承重結(jié)構，樁孔從基巖面算起最大鉆孔長度為58m，從平臺面算起的最大鉆桿自由長度為112m。鉆孔要穿過的巖層基本為膠結(jié)砂礫巖層，部分極軟巖的天然單軸抗壓強度平均值為0.5Mpa，最大砂礫巖強度為18Mpa。由于墩位基巖強度不高，巖面嚴重傾斜，樁孔孔徑大，鉆桿自由長度長，為確保樁孔垂直精度、樁孔直徑和鉆進速度，特設計采取了以下幾點技術措施：1、采用性能優(yōu)越的1臺德國WIRTH鉆機、2臺洛陽九久和1臺KTY3000武漢鉆機；2、確保鉆孔設備的完好率、避免出現(xiàn)斷鉆桿、掉鉆頭等現(xiàn)象；3、鉆孔采用清水護壁，旋轉(zhuǎn)鉆機氣舉反循環(huán)鉆進，牙輪滾刀鉆具為主，刮刀鉆具為輔；4、鉆進過程中設置了導向鉆桿；5、改進鉆頭配重方式，有效地保證鉆孔垂直度、鉆孔進尺速度和鉆具穩(wěn)定可靠等問題；（三）樁孔施工難點及其解決方法安慶長江公路大橋北主塔位于通航主航道，墩位水深流急，基礎基巖面局部高差實際達5米之大，且地質(zhì)復雜，基巖軟弱；加之在2002年基礎施工期間實際水位連續(xù)109天超歷史同期最高水位,正是這些因素的匯合給樁孔施工帶了很大困難，包括鋼護筒刃腳凹陷卷邊、蓋帽砼磨穿鋼護筒壁、鋼護筒刃腳嵌入巖層因沖刷而剝落出現(xiàn)縫隙、鋼護筒刃腳只有部分嵌巖（護筒外水和砂涌進示意見右圖）、內(nèi)外鋼護筒之間有涌水等。

1.2#樁鋼護筒刃腳凹陷卷邊經(jīng)分析造成2#樁鋼護筒刃腳凹陷卷邊有如下兩個原因：1)護筒在振打下沉過程中，刃腳被粗樹干、漂石等異物頂住，造成刃腳凹陷卷邊變形。2)由于基巖傾斜，鋼護筒刃腳部分著巖，樁孔正式開鉆前澆過2m厚砼，但在鉆進過程仍然涌砂，于是鉆機反復提升鉆頭，鉆頭滾刀掛住護筒刃腳，以致刃腳凹陷卷邊。采取的技術措施是將凹陷卷邊部分水下切割，然后下放內(nèi)護筒，并將內(nèi)護筒振打至刃腳全部嵌巖。2.3#樁鋼護筒壁穿孔3.內(nèi)鋼護筒刃腳嵌入巖層因沖刷而剝落出現(xiàn)縫隙外護筒刃腳部分著巖，后振打的內(nèi)護筒刃腳已全面嵌巖，但是由于樁孔施工時間長江安慶段洪水持續(xù)超警戒線，洪水流速快，對河床基巖沖刷大，通過潛水員探摸可知：內(nèi)護筒底巖層因沖刷而剝落出現(xiàn)縫隙，導致該范圍內(nèi)護筒刃腳懸空10～15cm，大量流沙由此涌入。解決問題的技術措施是設計制作了特殊堵漏裝置（如右下圖）進行堵漏，將該堵漏裝置從縫隙中塞入后，升起活頁，將撐桿下端撐在止推條上，將活頁及底板分別與內(nèi)護筒及基巖貼緊。潛水員共下潛水三次，成功的完成堵漏任務。鉆機反循環(huán)將孔內(nèi)流沙吹出，并正常鉆進，鉆至設計標高時，拆除鉆具，潛水員再次下水探摸可知堵漏效果良好，縫隙無水流感覺，成功灌注樁基水下砼。4、4#樁鋼護筒底內(nèi)外串通但無水流感覺根據(jù)地質(zhì)資料4#樁護筒刃腳已全面嵌巖，但開鉆進尺至內(nèi)護筒底口時出現(xiàn)涌沙現(xiàn)象，潛水員下水探摸時發(fā)現(xiàn)護筒刃腳位置基巖有剝漏現(xiàn)象，但缺口已被粗礫石卡住，無明顯水流感覺，該樁成孔后潛水員再次下水探摸成孔質(zhì)量時，發(fā)現(xiàn)該樁孔內(nèi)護筒刃腳底口無水流感覺。解決問題的技術措施是在鋼筋籠的護筒底口縫隙標高位置安裝防水帆布和鋼板，安裝順序為鋼筋籠和孔壁之間是防水帆布、鋼板，在防水帆布的上下緣包纏厚3mm、高15cm鋼板，待鋼筋籠下放、安裝完成后，用砼撐將鋼板和防水帆布撐開，鋼板貼緊孔壁，防水帆布貼緊鋼板，這樣灌樁基砼時，隨砼升高而將鋼板和防水帆布緊緊貼住孔壁，鋼板起抗力作用，防水帆布起密封作用，確保樁基砼質(zhì)量。5、15#樁鋼護筒底巖層因沖刷而剝落出現(xiàn)縫隙且有水流感覺15#樁成孔后潛水員下水探摸成孔質(zhì)量時發(fā)現(xiàn)該樁孔南邊護筒底口有一長54cm左右，高35cm左右的缺口，經(jīng)證實該處巖層剝落，且有水流感覺。解決問題的技術措施是采取下放異形內(nèi)護筒技術防止水流進入樁孔，具體方案是（如右圖）：1）、加工制作一異形內(nèi)護筒，高3.6m，分為上、下兩節(jié)，上節(jié)為內(nèi)徑3.30m的直圓筒，下節(jié)上口直徑為3.20m，下口直徑為3.05m的圓錐筒，上、下兩節(jié)之間采用法蘭和倒角連接。2）、用卷揚機將異形內(nèi)護筒下放到樁孔內(nèi)，在異形內(nèi)護筒上口系同一標準的測繩四根，通過測繩讀數(shù)控制內(nèi)護筒下放速度和垂直度；通過潛水員引導將異形內(nèi)護筒下放到位。3）、用海帶將內(nèi)外護筒之間和內(nèi)護筒與孔壁之間的空隙堵嚴。4）、在鋼筋籠對應標高位置安裝壓撐，防止異形內(nèi)護筒上浮，在異形內(nèi)護筒上口引出鋼絲繩與外護筒連接，防止內(nèi)護筒下沉。5）、鋼筋籠下放完成后，在灌注水下砼前下潛水檢查堵漏情況：當水下砼灌注至內(nèi)護筒底口下5m時控制砼灌注速度，直至砼面高出異形內(nèi)護筒頂口10m時再恢復正常砼灌注速度。6、十四號樁鋼護筒底內(nèi)外串通且無涌沙十四號樁鋼護筒直徑3.40m，護筒底標高-33.68m，地質(zhì)資料樁位基巖標高在-32.8m～-33.2m左右。潛水員水下探摸證實該護筒全面嵌入巖層，盡管鋼護筒刃腳位置部分巖層剝落，巖層剝落高度最高25mm（都是潛水員可探摸范圍），但巖層剝落缺口無漏沙現(xiàn)象和水流感覺。解決問題的技術方案是干海帶編織成辮子，再把海帶辮子塞進護筒與巖層之間的空隙，然后將裝有黃沙和水泥的條狀布袋塞進海帶辮子之間，最后用V形卡子輔助托住填充物。依靠干海帶的膨脹作用和水泥沙袋之間凸凹咬合作用而穩(wěn)定，滿足樁基鋼筋籠下放和灌注樁基砼要求，在樁基鋼筋籠下放定位后，再次檢查堵缺情況完好后灌注樁基砼。7、5#樁內(nèi)外護筒之間有涌水5#樁外護筒沒有全面嵌巖，振打內(nèi)護筒后樁孔順利成孔，但在潛水員下水探摸成孔質(zhì)量時發(fā)現(xiàn)該樁孔內(nèi)護筒頂口與外護筒之間縫隙有水流感覺。解決問題的技術方案是采取安裝N形鐵卡子和沙袋填充方法防止水流進入樁孔,1）、制作N形鐵卡子，將N形鐵卡子并排安裝掛在內(nèi)護筒上口。2）、將沙袋疊放在N形鐵卡子形成的凹槽內(nèi)，并用與內(nèi)護筒同曲率的鋼條壓住沙袋。3）、鋼筋籠下放完成后，在灌注水下砼前下潛水檢查堵漏情況；當水下砼灌注至內(nèi)護筒頂口下5m時控制砼灌注速度，直至砼面高出內(nèi)護筒頂口10m時再恢復正常砼灌注速度。四、回顧與反思經(jīng)過艱苦的努力，我們終于戰(zhàn)勝重重困難，優(yōu)質(zhì)完成了安慶長江大橋北主塔水下基礎工程，為此我們也付出了很大的代價，特別是工期落后南主塔基礎進度三個月，回顧這一過程，我們認為有必要對鋼圍堰施工中的一些觀念進行思考，也就是鋼圍堰的嵌巖、著巖、部分著巖和全摩擦支撐四種狀況的適用形式。1、在九十年代的中期以前，業(yè)內(nèi)普遍認為鋼圍堰必須嵌巖，為此，在一個短暫的枯水季節(jié)為鋼圍堰的嵌巖投入大量的人力、物力和設備，占用了很多的時間，萬一洪水來臨，嵌巖卻沒有完成，有可能產(chǎn)生嚴重后果，據(jù)此，在南京長江二橋的基礎施工前，陳明憲廳長創(chuàng)新的提出鋼圍堰著巖理論，核心思想是：傳統(tǒng)的嵌巖工藝工期長、耗費多、風險大；著巖工藝是可靠的，充分的，完全能夠滿足鋼圍堰所需要的功能要求，是一項快、好、省的工藝方法，這一思路在南京二橋的施工中歷經(jīng)多次專家會的激烈辯論最終得以通過，并在施工中取得了圓滿成功，獲得了極大的社會和經(jīng)濟效益。2、鋼圍堰部分嵌巖情況很復雜，也許能成功，也許能完成，但代價不菲；也許會失敗，一旦失敗，后果不堪設想，關于這點，我們極有必要澄清我們的思路：必須承認它有可能成功，但節(jié)省不了多少費用，獲利不大，重要的是此種狀況帶來的問題很多，首先無法對圍堰內(nèi)進行切底清基，否則圍堰有可能嚴重傾斜而是失位；其次由于不能清基，護筒的安裝方式發(fā)生了根本的變化，由簡單的放置護筒改變?yōu)閺娏φ翊蚯稁r護筒，又由于圍堰沒有完全著巖，體系處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，根本就經(jīng)受不了振動錘振打護筒的沖擊力。順便提一下，我們的護筒習慣于制成薄板加豎肋和水平環(huán)板法蘭結(jié)構，此結(jié)構可降低護筒成本20～30％，但不適合強力振打，一是法蘭阻力很大，二是護筒自身承受不了強力振打，凡此種種給后續(xù)施工帶來極大的困難和風險，所以部分著巖是危險的。3、全摩擦支撐狀態(tài)是有局限性的，覆蓋層有足夠厚，承臺足夠高，水流不急，圍堰底口加以局部處理，此條件下受力分析明確，施工方法也是可行的，橋梁基礎施工鋼圍堰采用全摩擦支撐狀態(tài)已有成功實例，并取得很好的經(jīng)濟效益?？傊?，在長江上建造大跨徑橋梁，深水基礎是全橋工程成敗的關鍵，深水基礎的施工進度和技術是控制整個工程工期和質(zhì)量的核心所在，確定經(jīng)濟合理、質(zhì)量可靠和滿足工期要求的施工技術方案極其重要，在鋼圍