王德文
湖北汉十城际铁路有限责任公司 武汉 430062
摘要：在跨海大桥基础施工过程中，常常会遇到孤石，由于其形状各异不等，状态复杂，穿透孤石难度较大。在这类地质情况下，基础施工效率极为低下，花费成本较高，经济效益差；尤其在跨海桥梁施工中，如何处理施工中遇到的孤石、探头石情况，是当前跨海桥梁施工中一个较大的技术难题，也是引起桥梁桩基工程变更、成本控制和施工质量等问题的关键所在。港珠澳大桥CB05标浅水区非通航孔桥，部分墩位成功进行了孤石、探头石的处理，取得了很好的效果，为同类跨海桥梁施工提供借鉴作用。
关键词：跨海大桥：下部结构：孤石：探头石：处理：施工
1 工程简介
港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，大桥东接香港特别行政区，西接广东省珠海市和澳门特别行政区，主体工程采用桥隧组合方案。港珠澳大桥CB05标段浅水区非通航孔桥在九洲航道桥以东共53孔；以西共11孔,采用85m连续组合梁桥形式，全长5440m，共62个桥墩，每个桥墩基础采用6根钢管复合桩。
2 孤石、探头石处理原因
港珠澳大桥浅水区非通航孔桥的下部结构施工，均采用承台墩身预制、安装技术施工。桥梁160#墩～179#墩均位于珠海九洲岛附近，因岛链延伸，地质情况复杂等因素，在基坑开挖时，发现部分墩位海床面存有孤石、探头石等情况，对围堰施工、承台墩身安装、组合梁安装施工均存在不同程度的影响。
海床面的孤石及探头石的存在，会使围堰无法下放到位；承台墩身及组合梁安装时，大型运输船因墩位搁浅无法驶入墩位等情况。所以，为便于顺利施工，必须对孤石及探头石进行处理。
在基坑开挖过程中，已探测部分墩位存有探头石、孤石的情况，其大致为两种：一是较小孤石，且埋置较浅。二是存有探头石，并与岛链延伸的岩石连为整体，且面积较大。
3 孤石、探头石处理方法
在钢管复合桩基础完成施工的基础上，来进行孤石、探头石的处理，若采用水下钻孔爆破法，直接会影响基坑稳定及钢管复合桩基础的质量。为此，施工过程中根据孤石存在的实际情况，对孤石及探头石的处理，采取了以下三种方式：一是较小孤石，且埋置较浅，直接利用挖泥船挖除。二是存有探头石，并与岛链延伸的岩石连为整体，且面积较大，无法利用挖除方式清除，此类探头石采用冲击锤凿除法，再利用挖泥船挖除。三是墩位处岩面为倾斜的岩面，采用挂桩法处理。
3.1 墩位处海床面探测
为能准确探测孤石、探头石的位置及标高，利用标有刻度的钢管桩作为量测工具如图1所示，分别在相应墩位的24m×21m范围内探测。探测时，利用浮吊起吊，将120t振动打桩锤作为夹钳，将钢管桩提升插入海床，每隔3米探测一次，孤石探测测量点位布置图如图2，并做好记录，同时绘制墩位地形图，便于后续的处理施工。
图1 现场孤石探测
图2 孤石探测点位布置图
3.2 直接挖除法
根据探测情况，若为较小孤石，且埋置较浅，可直接利用挖泥船挖除，将挖出的孤石运输至卸泥区。
3.3 冲击锤凿除法
根据探测情况，若为较大孤石，以及存有探头石，并与岛链延伸的岩石连为整体，且面积较大，无法利用挖除方式清除，严重影响围堰及后续预制承台墩身的安装等施工工序，利用船载冲击锤凿除影响施工的孤石及探头石。
船载冲击锤是主要由起重船、冲击锤等设备组成，冲击采用起重船吊机起吊冲击锤，利用其自重作用，将影响施工的孤石及探头石，依次进行冲击凿除处理。
船载冲击锤凿除法施工工序为：船舶定位、冲击凿除、挖泥及清渣等四道工序。即：通过绞锚、定位将冲击船停靠在孤石及探头石影响施工的范围，船载起重机起吊冲击锤，利用冲击锤自重作用，对影响范围的孤石予以破碎处理，如图3所示。具体凿除范围为围堰安装范围，如图4所示，冲击凿除到一定深度后，及时用挖泥船清理凿除物，直至凿除至围堰底标高，以确保围堰下放深度。冲击凿除时，施工复合桩基础附近的孤石时，要考虑进行定位测量，不能破坏钢管复合桩外防腐层，以保证港珠澳大桥主体结构工程质量。
图3 船舶定位、冲击凿除
图4 冲击锤冲击范围
（下转第350页）
（上接第264页）3.4 挂桩处理法
根据探测情况，若为探头石，且岩体表面标高可满足围堰封底混凝土的标高要求，可直接进行围堰安装施工。即整体吊装围堰，安装至施工墩位，进行围堰内吸泥，然后在岩体表面铺设砂垫层，对基坑底部进行找平，最后进行封底混凝土施工等其他施工工序。
根据探测情况，若确认施工墩位处于斜岩面的情况，即一侧为岩面，一侧为淤泥，岩面不平，且存有较大坡度。此种情况下，让围堰一侧直接着落到岩面上，为使得围堰平面位置及垂直度满足要求，则围堰另一侧需保证同一标高，这样该侧围堰刃脚部位就处于淤泥内或处于悬空状态，为此在钢管复合桩基础上焊接牛腿的方式，使围堰“悬挂”在钢管复合桩基础上，这种方法叫挂桩法。
围堰挂桩法施工：先在挂桩侧的钢管复合桩顶部，相应的标高部位焊接支撑牛腿结构；由支撑牛腿标高反算到围堰内壁的相应位置处，焊接反力座。这样在围堰下放过程中，挂桩侧依靠反力座，将围堰的侧向荷载传至支撑牛腿，再由牛腿传至钢管复合桩，达到围堰安装的目的。
图5围堰挂桩处理及支撑牛腿立面图
围堰挂桩完成后，进行围堰内吸泥施工，吸泥时，要及时测量挂桩侧围堰刃脚部位的淤泥情况，防止围堰外侧的淤泥涌入到围堰内。如有淤泥内涌现象，及时在围堰相应的外侧部位，采用抛填砂袋或片石的方式，将涌入部位进行封堵，直至淤泥不再内涌为止。在挂桩侧的围堰外，抛填砂袋或片石时，抛填要确保砂袋堆积后的高度，高于围堰刃脚部位约1m，方可有效的阻止淤泥内涌现象。吸泥后，在围堰内填充砂垫层，并找平，最后进行围堰封底混凝土施工、预制承台、墩身的安装等施工。
4 结束语
港珠澳大桥CB05标浅水区非通航孔桥共处理探头石、孤石的墩位有9个。采用此类方法已成功完成了孤石及探头石的处理施工，该处理方法操作简单、投入成本较低、施工安全可靠，能有效的保证施工工期及施工质量。
参考文献：
[1]谭少华. 港珠澳大桥主体工程浅水区非通航孔桥埋置式承台设计与施工[J].中外公路. 2014，34(6)：121-126.
[2]张海燕. 海上复合桩钢管打设施工技术[J].桥梁建设. 2014，44(2)：112-117.
[3]中交第一公路工程局有限公司. JTG/T F50－2011 公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.
[4]黄剑锋.港珠澳大桥浅水区非通航孔桥围堰设计[J].桥梁建设，2015，45（4）:88-93.
论文作者:王德文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
标签：围堰论文; 大桥论文; 钢管论文; 标高论文; 淤泥论文; 情况论文; 浅水论文; 《防护工程》2018年第34期论文;