北海银滩景观桥梁施工重难点分析

吴武新

摘要：文章以拟建北海银滩4座景观桥为例，结合桥梁所在位置的地质勘查资料，分析了桥梁施工中所遇到的重点和难点，并根据施工经验给出相应的施工解决方法，提出优化的施工方案，以保障工程安全。

关键词：景观桥梁;岩溶区;水下桩基;斜坡桥梁

中图分类号：U445 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.10.029

文章编号：1673-4874（2019）10-0101-03

0引言

北海银滩片区为北海市重要的旅游窗口，本文以拟建北海银滩4座景观桥为例，结合桥梁所在位置的地质勘查资料，详细分析了桥梁施工中所遇到的重点和难点，并根据施工经验给出相应的施工解决方法，最终提出优化的施工方案，保障工程安全。

1工程概况

根据《北海市银滩片区（含侨港地区）控制性详细规划》中的规划定位，银滩是北海地区旅游服务的基地，是充分体现北海“区域性国际滨海旅游城市”性质和展现其广泛影响力的重要场所，而银滩中区是整个大银滩最重要的组成部分。拟建4座景观桥梁即位于银滩中区，均为钢结构桥，架设于遍布整个中区的水系及沙滩之上。

4座景观桥梁上部主梁标准跨径为25m，梁高1.2m。边跨梁端搭设在过渡墩横梁牛腿上。考虑到桥面排水要求，主桥横向向内采用1%的坡度。断面形式为：梁高1.2m，桥宽为0.15m（栏杆）+4.5m（人行道）+0.15m（栏杆）=4.8m。下部结构采用D120钢管混凝土立柱，壁厚20mm，柱内填充C30微膨胀混凝土，桩基采用D180灌注桩。

2 工程地质条件

2.1地层岩性

桥位区覆盖层主要由杂填土、耕植土等垃圾土、自固结素填土、粉质黏土、中砂、粗砂、碎石、淤泥质粉质黏土、坡残积粉质黏土组成;基底由奧陶系砂岩、粉砂岩，泥盆系砂岩、灰岩及其风化层组成。基岩梯度变化较大，工程地质条件较为复杂。

2.2 不良地质现象

根据勘察报告描述，桥梁所在场区的不良地质现象主要为岩溶。根据钻孔情况，桥址区溶洞发育情况如表1所示。

根据钻孔岩芯统计分析，溶洞主要发育在微风化灰岩层，高度约为1.0-7.4m，顶板厚度约为0.5-11.6m，现岩溶率在4.44%-65%之间。根据现有情况推测，基岩发育溶洞为半充填溶洞。充填物根据肉眼分析及实验室试验表明，主要为粉质黏土、卵石及岩体碎块的胶结物或结合物。综合以上分析评价，本桥位区溶洞发育程度为强发育，钻孔溶洞发育程度为弱-极强发育。

2.3 水文地質情况

拟建桥梁场区地表水主要来自大气降雨，场地位于银滩公国内，河宽约40-120m，河深约3-12m，且河两侧地势均较高，形成地表径流向水域范围汇集。由于靠近海边，故桥位区场地地下水埋深极浅。根据钻孔内水位观测，进尺极浅范围内即肉眼可见稳定地下水，地下水埋深在地表以下0-0.5m。根据国家级勘察规范及广西地区相关省级规范判定，桥位区环境类别为Ⅱ类。

3 重点和难点分析

3.1岩溶地基的处置

岩溶俗称喀斯特地貌，是碳酸盐岩在水与二氧化碳共同作用下发生水溶所形成的地质现象，其在广西地区非常普遍。岩溶的产生对工程产生极大的影响，尤其是建筑物的基础，可能会因为岩溶的存在而塌陷，进而造成人员和财产的损失。在工程上对于岩溶地基的处理，有两种思路：一种为利用，一种为摒弃。利用即不整体破坏岩溶，通过一定简单的措施利用满足设计要求的下卧层作为天然地基使用;摒弃即忽略岩溶地基的承载作用，利用桩基础贯穿岩溶地层，使桩基落在较稳定的岩层中，利用下覆稳定地层作为持力层。

本工程作业区岩溶顶板层较薄，持力层厚度不足，难以支撑上部荷载，无法作为天然地基使用，且溶洞间水利联系紧密，常规注浆方法难以控制工程量，容易造成极大的投资浪费，故本次桥梁基础工程设计采用桩基础。

银滩一号景观桥桩基础施工完成后，根据图纸及设计说明要求，需进行桩基检测。进行桩基荷载试验时，发现桩基在某较小荷载下，变形量急剧增加。针对这一情况，对该桩基进行钻芯，发现钻孔均偏出桩身范围，且桩身整体垂直度不理想，桩基长度未达到设计要求的嵌入稳定基岩层。综合分析，猜测该桩基在施工中沉渣厚度可能不满足规范要求。后重新在原位施工桩基，并对沉渣厚度进行精密控制，且桩底验孔时要求勘察单位及设计单位现场确认。成桩后再次检测，所有桩基均满足设计要求。

3.2 钢护筒的加强

银滩3号景观桥位于港区范围，其跨度为本次设计桥梁中最大的120m。该桥3根墩台位于水中，桥下水域通航频繁，施工用材料运输工作复杂，各分部分项工程交叉作业组织协调工作巨大，整体危险源较多。施工对航道有影响，需加强与航道、海事部门的联系，划定施工区域，布置足够数量的航标，确保航运正常运行和施工不受影响。中心墩位于河道中央，墩位处水流流速快、冲刷大，串孔风险高，施工期间对水深、流速、冲刷线测定频率高，且不可抗力因素较多，施工安全和质量控制难度大。

为了使桥梁施工安全可靠，经过分析讨论，设计了一套加强钢护筒用于保障施工精准度及安全性。为保证钢护筒的端部在插打时具有足够的强度和刚度，在制作时需对端部进行加强处理。根据以往工艺，采用16mm钢板作为外侧增强措施，设置在钢护筒外径外缘。Z3*墩加强长度为1m，m，Z1#、Z2#、Z4#、Z5*墩加强长度均为0.5m。钢板与护筒接触部分需全部满焊处理，焊缝高度≥10mm。钢护筒加工完成后，在钢护筒顶口按照90°对称设置4个吊装孔，便于吊装。

在施工过程中发现，部分钢护筒实际入土深度≤10m，无法满足施工要求。后根据多次试验，发现钢护筒施工完成等待一段时间后，应再次进行复打。当下沉不到设计要求深度时，采用“浮吊+振动锤”工艺进行施工，现场配备一台300型的振动锤和800t的浮吊，方可满足设计深度要求。而在水压较大的区域，部分护筒底口发生变形，被水压压咸椭圆型。在后续钢护筒施工时，对变形部位采用千斤顶顶撑处理方案。首先扫孔清除护筒底口土体，由潜水员在水下探明变形护筒的数据，利用千斤顶将顶端部位变形的护筒顶撑至3.4m。千斤顶顶撑钢护筒后，护筒底口均产生漏浆现象，采用在原护筒外增加新护筒的工艺进行处理。

3.3 钢筋笼的稳定

初次灌注混凝土时发现，在水流速较快时，钢筋笼极易发生上浮。通过若干次试吊装后发现，其主要原因是由于混凝土导管埋入过深，基本接近钢筋笼底部收口。此时灌注混凝土时，若速度较慢，混凝土可以慢慢沉淀在孔底，并逐步升高形成桩身;若灌注过快，则混凝土灌入时能量较大，混凝土与孔底碰撞后有反弹趋势，此反弹会将钢筋笼整体带动上浮。为了防止钢筋笼上浮，在钢护筒顶口对称设置4根φ36mm钢筋笼定位吊筋并与钢筋笼主筋可靠焊接，采用156α工钢作为扁担梁穿过两根挂钩固定在护筒外侧的方木上，方木稳固放置在钻孔平台上，利用钻孔平台分担受力，可有效防止钢筋笼上浮。后续施工均按此方法操作，未再次发生钢筋笼上浮事件。

3.4 潮水上涨期间施工

本次银滩3号桥施工工期为7-9月，恰逢北海地区潮水水位最高时期。从近两年暑期的水位情况来看，水位基本在+5.00m以下。为保证涨落潮期间的施工安全，在现场施工中，采用高频测深仪对水位、水流速度不定时进行观测，并将平联和斜撑安装完毕，保障钢栈桥的稳定性。同时，根据钢栈桥和钻孔平台布置情况，在钢栈桥的上游侧设定若干个冲刷观测点，主要设置在桥墩墩位处和墩间中心处，采用高频测深仪对水位、水流速度不定时进行观测。当冲刷深度达到警戒值时，采用2-5t的沙袋笼在冲刷危险区域上游20m下沉。提前在岸侧附近区域储备好沙袋，不定期观测冲刷深度情况。

3.5 山体斜坡上的桥梁施工

銀滩4号桥位于银滩中区最东北側，其北侧桩基位于现状山体边坡上。采用人工挖孔桩方案时，由于表层为坡残积土，粉质土含量较高，施工中经常遇到雨期，极易造成土体整体软化，并在大体量降水作用下形成流动性松软土，造成表层塌孔或整体山体表层移动。在现场施工中发现，该地段地下水水量较小，对孔桩开挖影响不大。但经过3个雨期后发现，其地下水受大气降水的影响较大，桩基施工中经常会有塌孔情况发生。针对此情况，后续施工中调整了施工流程，采用先降水疏干后挖孔的施工方法，降水措施采用井点降水结合孔内明排的方法，后续施工中，除表层土体整体流动外，并无塌孔现象发生。

山体中部碎裂状强风化岩属软岩-较软岩，局部段落岩石强度大，采用人工风镐挖掘施工较困难。针对此问题，及时调整工法，采用水钻法施工，施工流程为钻孔→破碎→外运，碎裂状强风化岩需采用水钻法施工的部分占比预估约为40%。

山体深部中风化岩属较完整岩石，硬度大，抗压强度大，水钻法施工也难以达到较高的效率，因而此段施工调整为爆破作业。施工中聘请专业的爆破工程师及团队对爆破方案及炸药用量进行精细策划，采取“少装药，多次数”的爆破工艺，有效减少对护壁、相邻基础及周边环境的影响，确保施工安全。

4 结语

（1）桥梁施工应综合考虑工程区的工程地质情况，并在施工中做到动态调整，对不满足要求的施工，应立即分析原因并返工，以达到设计标准。

（2）岩溶地区的桩基础施工应注意控制沉渣的厚度，必须满足规范要求的最小值。同时，对终孔条件也应着重关注，达到设计地层并经参建方认可方可终孔。

（3）水下桩基施工应确保钢护筒入土深度满足要求，情况严苛时，应采取相应的加固措施保证钢护筒安装到位。施工中还要保证钢筋笼的稳定，使得混凝土浇筑时钢筋笼不发生移动。涨落潮对水下桩基施工影响较大，应事先拟定应急预案并演练，确保涨落潮期间的施工安全和质量。

（4）斜坡桥梁施工时应注意针对不同地层情况采用不同的成孔方法，成孔方法之间应不互相干扰，确保整体成孔的完整性，便于后续灌注桩施工。