水中樁基施工平臺鋼護筒糾偏對策

（上海建工集團股份有限公司海外事業部 20032）

1 工程背景

柬埔寨格羅奇馬湄公河大橋13#～16#主墩均采用整體式承臺+10 根大直徑鉆孔灌注樁基礎，樁徑2.0m，梅花形布置，承臺底面標高+9.0m。本工程水中鉆孔灌注樁采用沖擊成孔工藝，施工平臺采用鋼護筒作為支撐樁，護筒由Q235b 鋼材卷制，直徑2.3m，壁厚16mm，頂部和底部均設1m 加強區，并在頂部焊接鋼牛腿。

主墩樁基計劃主要集中在旱季施工，水位多在+7.0m～10.0m，近些年雨季最高水位常在+16.0～+18.5m，河床泥面標高約-6.0m，結合地質條件經經驗計算，綜合有利于施工和成本控制角度，施工平臺頂面搭建標高為+20.0m，鋼管樁總長40m，使用DZJ-180 振動錘入土約14m，800*600 鋼箱梁作為平臺上部結構主梁擱置在護筒牛腿上，次梁選用30#b 工字鋼，1cm 厚鋼板網鋪面后與護筒頂齊平。

在14#、15#主墩首批各2 根樁基已近成孔時，老撾首都萬象東南約560公里外阿速坡省在建桑片－桑南內水電站（Xepian-Xe Nam Noy）突然發生潰壩，超50 億立方蓄水涌入湄公河，加速橋址水位不斷上漲，平臺整體向下游開始偏移，直至最后淹沒平臺，護筒傾斜，其頂部向下游位移超過1.0m，致使平臺失穩，護筒垂直度偏差過大。

2 原因分析

老撾潰壩事故導致湄公河水位暴漲，引發嚴重水災，在建大橋處水位日最大漲幅達90cm，極大增加了水流沖擊力。橋址為沖擊地層，均以中密～密實狀砂層為主，砂質較純，黏粒含量低，膠結性較差，易受地下水滲流作用，水流的急劇加快，加之樁位上下往復沖擊成孔作業，對護筒側壁及其周圍土層也不可避免的造成了一定的擾動，且目前該橋墩同批次開鉆的兩個孔位均已近設計樁底，恰巧也正處于最不利工況條件。正處河流彎道下游的特殊位置造就此處最大流速超過4m/s，達到歷史水文資料顯示流速2m/s 最大流速2倍以上，且超高洪峰裹挾上游大量漂流物，大型樹木居多，對護筒和鋼平臺的沖擊力進一步加大。疊加柬埔寨上游周邊國家及柬當地連續反復受異常臺風、降雨襲擊，水位持續保持在高位，最高達+20.2m，尚未完成首批灌注樁混凝土澆筑的14#及15#墩鋼護筒水平承載力不足以抗拒水流沖擊，導致平臺整體發生較大偏移，樁基施工不得不停止。

3 應急措施

潰壩事件發生前，湄公河水位已漸漲，在加密水文變化和平臺變形監測的同時，經研究并預先對13#～16#主墩鋼平臺采取了如下有針對性的加固措施：

1）檢查護筒頂部鋼牛腿焊縫，對有磨損有缺陷實施補焊，將鋼箱梁與牛腿原本的點焊加強至焊縫連接。

2）鋼箱梁與護筒四周增設加勁板焊接，使牛腿、箱梁及護筒結合為整體。

3）鋼箱梁下撐上拉，包括采用45#工字鋼等大規格型鋼，擱置在箱梁上的次梁與面板均采取焊接加固連接，使鋼平臺與基礎形成整體結構。

4）樁基鉆進不停頓，成孔后迅速清孔并完成混凝土灌樁，利用已完工程樁作為施工平臺基樁加強其承載力和穩定性。

最大洪峰來臨前，將上述加固、反拉等一系列舉措搶抓冒險實施到位，首批已完成2～3 根樁基的13#、16#主墩平臺始終處于穩定狀態，未發生偏移；14#、15#平臺在經受后續持續更高洪峰沖擊的情況下，偏位傾斜未惡化釀成質量安全事故，盡力做到了鋼平臺的基本穩定，偏位相對可控。根據監測，這兩平臺鋼護筒均向下游偏移，其中14#平臺最大偏移為55cm，15#最大偏移為45cm，根據水流沖擊力推算可得鋼護筒彈性變形約20cm，則14#平臺鋼護筒實際偏位為35cm，15#為25cm。鑒于傾斜后的護筒中心已超出樁位允許偏差，垂直度偏差過大，沖擊錘頭無法自由降落沖擠底層形成樁孔，施工平臺承載力也不足以確保穩定和安全，須處理后方能繼續施工。

4 處理思路

拆除鋼平臺、拔除鋼護筒后重建固然可行，且不失為誤差最小的處理方式，但拆除及吊裝工作量極大，還需動用大量大型船機設備，拔除護筒還需留足土層回復期，耗時費力且成本巨大。鑒于護筒入土不算太深，偏位不算大，以適當復位、經濟可行快速為原則，先試行整體糾偏，不解除平臺上部結構與鋼護筒的連接，即在平臺頂部施加水平拉力使護筒復位，若不可行，則改為逐根護筒單獨糾偏。

5 糾偏流程及施工方法控制

根據現場15#墩鋼平臺偏位情況，結合水流水位及現場資源條件，具體糾偏流程如圖1所示。

圖1

5.1 整體糾偏方法

現場水位下降至+15m，流速降至1.5m/s 以下時，擬利用現有上游錨塊，用平臺上焊接連牢的既有樁架卷揚機以階梯式逐漸收緊鋼絲繩，若此方法足以牽引鋼平臺，則結合鋼平臺受力狀況，盡可能使鋼絲繩收緊；待鋼絲繩無法收緊時，保持卷揚機制動，使整個平臺靜置一天以上；最后放松鋼絲繩，確定回彈量，計算向上游總的恢復量，再確定是否再收緊鋼絲繩。

5.2 逐根糾偏方法

將鋼平臺基樁鋼護筒逐根進行糾偏，先將需要糾偏的這根樁做好臨時連接，然后割掉與箱梁的連接，與平臺分離，再用振動錘振動護筒，振動護筒時，對該根護筒進行千斤頂撐、倒鏈拉或錨錠反拉等措施，配合振動錘恢復鋼護筒偏位。除3#、7#、10#樁以外的護筒為自下游側開始糾偏，3#、7#、10#護筒則從上游側進行糾偏，10 根護筒將分成如圖2所示4 個批次。

圖2

5.2.1 準備工作

1）用沖錘沖掉15-2#樁孔內臨時回填的混凝土；

2）重新卷制并拼裝護筒，準備吊耳等鋼材。對沖孔較深2#、8#、10#樁護筒采取接長6m，剩余接樁4m；

3）對第1、2 批次護筒進行接樁。

5.2.2 下游側糾偏方法

1）將8#護筒與9#用兩只手拉葫蘆將其頂部的吊耳相互連接起來，并釋放護筒與平臺及其他護筒的連接，此時保證9#、10#護筒與鋼箱梁處于連接狀態；

2）從平臺下游側開始，以鋼箱梁為順橋向限位，對8#鋼護筒進行糾偏，使用振動錘夾緊護筒頂，開始振沉鋼護筒，按照振動錘振沉→導鏈向上游拉→振動錘振沉的順序反復循環，直至護筒恢復設計樁位；

3）待護筒恢復后，靜置12～24 小時，釋放葫蘆拉力，觀測護筒回彈量，根據護筒回彈量重復步驟2，直至護筒回彈后恢復至設計樁位，再與鋼箱梁重新焊接；

4）1#、4#護筒按步驟1～3 類推糾偏后，將第一批3 根護筒整體加固，連為一體；

5）釋放第二批9#護筒，保證單根護筒與其他部位無任何連接，此時保證8#、10#護筒與鋼箱梁處于連接狀態，同樣以箱梁為順橋向限位，參照第一批次依次完成9#、2#和5#護筒糾偏后，將第一、二批護筒相互連接，并與平臺連為一體；

6）釋放鉆機卷揚機反拉力，將鉆機吊離平臺，鋼絲繩端留在平臺上，妥善安置以備拉上游三根樁，同時保證懸掛在平臺外的部分不影響船舶移動；

7）對三、四批護筒進行接樁作業；

8）6#護筒按步驟1～3 類推糾偏后與第一、二批護筒和鋼箱梁連接。

5.2.3 上游側糾偏方法

1）抽芯纜纏住10#護筒，在護筒頂部兩側開孔，掛上35t 卡環，接2 只10t 手拉葫蘆，葫蘆勾上28”鋼絲扣，鋼絲扣另一端同錨碇拉鎖用32”騎馬卡夾住連接牢固，收緊葫蘆使錨錠拉索逐漸受力；

2）釋放該鋼護筒與平臺間的焊接連接；

3）使用起重船“起一”起吊振動錘，夾緊護筒，開始糾偏，振動錘漸漸增大功率，采用振動錘振沉→千斤頂向上游推進、收緊錨錠鋼絲繩處手拉葫蘆、收緊抽芯纜→振動錘振沉的順序，如下圖3所示，反復循環直至護筒恢復設計樁位；

圖3

4）解除抽芯纜，解除振動錘，靜置12～24 小時，釋放手拉葫蘆，觀察護筒回彈量；

5）根據回彈量重復步驟3～5，保證外力釋放后護筒處于設計樁位，將該護筒與鋼箱梁重新連接；

6）7#、3#護筒依次按上述步驟糾偏后與平臺進行永久性連接，糾偏全部完成。

6 糾偏施工重點注意事項

1）測量觀測到護筒在順橋向偏移較小，可以忽略，故考慮糾偏過程中以鋼箱梁為限位，只對護筒進行橫橋向糾偏；

2）逐根糾偏護筒時，需將待糾偏的一根護筒上牛腿割除，以保證與平臺分離；其中一根糾偏完成后，再釋放下一根護筒；

3）每根護筒糾偏前，需對平臺進行開口，開口大小根據實際偏位確定，保證恢復時，該根護筒具有足夠距離位移至設計樁位；

4）除2#、6#、9#護筒需配合對上游側護筒進行頂推的工作外，其他護筒在糾偏完成后即可切割；

5）護筒加焊后，需對焊縫處以弧形鋼板進行加強處理，保證振沉過程中焊縫不會撕裂；

6）振沉糾偏時，振動錘振動頻率控制在15-25Hz，嚴禁頻率過大，導致護筒振沉過快而不能正常糾偏；

7）糾偏過程中，需測量員實時監測，保證護筒準確回到設計樁位。

7 結語

本文從柬埔寨格羅奇馬大橋主墩鋼護筒傾斜具體工程案例出發,分析研究了特殊意外工況條件的平臺失穩緊急避險措施，防止重大質量安全事故發生，避免了較大經濟損失，充分利用既有施工材料設備資源，對臨時施工平臺基樁鋼護筒發生的傾斜提出了有針對性的糾偏方法和具體施工流程，積累了一定的經驗，以期對處理類似工程問題起到一定的啟發和指導作用。