深水群桩高桩承台钻孔平台顶板兼做吊箱底板施工工法（ERJUGF-2008-030）中交第二公路工程局有限公司(任回兴贺茂生欧阳效勇张建军汪霞利李松白飞阳杨红)1.前言深水群桩、高桩承台桥梁基础的施工主要包括钻孔灌注桩施工以及深水承台施工，目前深水桩基与承台施工的主要辅助手段分别是搭建深水钻孔平台与钢吊箱围堰。
对于钻孔平台顶板的传统形式是采用桁架或大型钢作为主梁，并支撑在与护筒相连的牛腿或平连型钢上。
在贝雷桁架上搭设型钢作为分配梁，并采用钢板作为平台面板布置钻机、净化器等设备施工钻孔桩。
桩基施工完成后，拆除钻孔设备及平台顶板，安装吊箱底板，转入钢吊箱施工。
对于作为钢吊箱重要组成部分的钢吊箱底板，主要功能是在水下为承台封底混凝土浇筑提供支撑，传统工艺一般在钻孔施工完成、拆除平台顶板后，水面上分块安装，同壁板等其它吊箱构造一起下放至水下设计标高后，水下对底板进行封堵，浇注水下封底砼。
由此可见，传统施工工艺在桩基施工完成后需要对钻孔平台顶板及钢管桩基础进行大规模的拆除，然后另外进行吊箱底板的拼装施工，造成较大的浪费，而且群桩基础规模越大，该体系转换过程中浪费的人力、物力也就越大，同时也延长了工期。
如能将两者合二为一、系统考虑，势必节省 的临时钢材，同时简化工序，节省工期。
苏通大桥南主塔墩基础采用钻孔桩群桩基础。
桩基为131根D2.8~2.5m钻孔桩，基础平面规模113.75×48.1m。
总体上采取了搭设平台施工钻孔桩，而后安装钢吊箱作围水结构施工承台的工艺。
在钻孔平台与钢吊箱施工环节，中交第二公路工程局有限公司通过研究，创新性的采用了钻孔平台顶板兼做承台钢吊箱底板技术，在整个基础施工过程中将钢吊箱底板与钻孔平台顶板进行统筹考虑，兼顾不同阶段临时结构不同的功能，一体化施工，大大简化了传统工序，创造了显著的经济效益。
该技术作为 深水群桩基础施工与冲刷防护成套技术研究 的关键技术之一，于2007年5月通过陕西省科技厅组织的专家委员会鉴定，达到国内领先水平，并获得国家专利（专利授权号ZL20080402835）。
同时在后续的类似工程鄂东长江公路大桥施工中再次应用了该技术，进一步优化和成熟了各项工序措施。
实践证明该工法安全可靠、优质高效、经济合理，具有明显的社会经济效益和推广应用前景。
结合多项工程实践，通过详细的总结提炼，编制该工法，以期进一步推广和应用。
2.工法特点2.1兼顾钻孔平台顶板和承台钢吊箱底板的功能，系统考虑，一体化施工，简化由桩基施工向承台施工的体系转换。
2.2平台顶板即吊箱底板采用装配格构梁式结构便于分块加工安装。
2.3平台顶板在陆上加工厂高精度分块加工、现场顺序装配，水上作业量小，施工快捷。
2.4为适应钢吊箱底板功能，平台顶板尺寸精度要求高于一般钻孔平台顶分配梁。
2.5钻孔平台顶板在钻孔完成后，修补处理并下放至贴近水面后即可在上面拼装吊箱壁板等其它构件，转换成为吊箱底板。
2.6简化工序，安全快捷，经济实用。
3.适用范围本工法适用于深水群桩基础高桩承台钻孔平台和钢吊箱的施工。
4.工艺原理4.1兼顾钻孔平台顶板和承台钢吊箱底板的功能，系统考虑，设计平台顶板；平台顶板设计为装配式格构梁结构，便于平面分块、后场加工、水上现场装配。
4.2钻孔平台顶板与护筒之间预留约25cm间隙，便于钻孔施工以及后期吊箱下放。
4.3水上安装钻孔平台顶板至钻孔施工期高水位 以上，支撑于提前焊接于护筒顶部的上层牛腿上；分块装配式逐块测量、配切后焊接，避免误差累计；装配完成一定区域后即可在顶板上布置钻孔设备开钻。
4.4钻孔施工完成后，利用千斤顶提升平台顶板脱离上层支撑牛腿，割除牛腿下放顶板至吊箱拼装施工期高水位0.5~1m以上，支撑于临近水面提前焊接与护筒的下层牛腿上，转化成为吊箱底板。
4.5在底板上安装吊箱壁板等其它构件，吊箱壁板及其它体系安装完成后，即可下放吊箱至水下设计位置。
将钢吊箱底板通过吊杆悬挂于护筒或护筒顶的分配梁。
4.6采用分块式弧形封堵板对护筒和底板之间的25cm预留间隙进行封堵后，即可浇注水下封底砼。
5.施工工艺5.1平台顶板与吊箱底板的系统设计通过整个基础的施工中对钢吊箱底板与钻孔平台顶板进行统筹考虑，在设计钻孔平台顶板的同时，也考虑其作为钢吊箱底板的功能，使其兼顾了钻孔施工与封底支撑的双重作用满足功能要求，具体做法是5.1.1 综合两种结构的特点，宜采用格构梁式结构体系作为平台顶板吊箱底板。
图5.1-1 格构梁装配式钻孔平台顶板兼吊箱底板典型构造图5.1.2 合理调整钻孔施工阶段主梁的支撑牛腿位置和封底施工阶段悬吊杆位置，使两阶段工况下主梁内力尽可能接近。
5.1.3 根据钻孔、封底两个施工阶段主梁、分配梁的最大受力，统一选取截面。
5.2 平台顶板的分块顶板宜在平面上进行分块，便于加工、运输、安装。
5.2.1分块数量以吊重控制，但为保证结构受力，一般宜控制在 以上。
5.2.2分块平面尺寸应兼顾运输条件限制，对于施工场地内转运，一般宽度 左右，长度20m左右。
5.3 顶板加工顶板加工宜在岸上加工场内精加工，保证质量。
5.3.1平台顶板加工要求。
为适应后期钢吊箱制作时对底板尺寸的要求，必须采取必要的工艺手段使各板件尺寸及总体尺寸满足要求，分块及总体加工制作允许偏差：平面尺寸： ； 对角线： ； （吊箱底板吊杆）预留孔： 。
5.3.2加工场地场地硬化后，用型钢铺设加工胎架，胎架平面尺寸不小于最大块件尺寸；胎架平整度每3m不超过3mm，各点高差不超过5mm。
胎架附近布置存料区、下料区。
5.3.3加工设备场内主要加工设备包括10t门吊2台、30t门吊2台，用于构件吊运，块段翻身，整块装运等。
同时包括台钻、电焊机、切割机等成套钢结构加工设备。
5.3.4下料车间内按技术要求下料，精确度控制在2mm以内。
5.3.5分块组装在已操平的胎架上放出各杆件中心线、边沿线、联结点，细部、总体尺寸，校核无误后按主梁到次梁的顺序组装成块段。
各杆件组装时，面板向下，主梁放置于面板上，按设计要求平焊，并检查合格后使用 台10t门吊翻转底板，使面板朝上，准备拼装。
5.3.6焊接主次分配梁顶面保持同一高度，平面交叉位置，将次梁顶板切除后，顶齐主梁肋板位置焊接。
施焊前必须彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水份等杂质。
焊后必须清理熔渣及飞溅物，焊接以尽量减少立焊、仰焊为原则。
焊缝高度超过6mm时，分层焊接，每层焊缝4~5mm，每层焊渣必须严格清除。
5.3.7 预拼装：相邻块段在存料区预拼接，保证接头位置的匹配。
5.4 顶板安装5.4.1 顶板安装前应在护筒（或钢管桩）之间相应位置安装分配梁，作为顶板支撑。
5.4.2 在支撑梁顶面安装平台顶板分块，宜从平台一端向另外一段逐块安装。
图5.4-1 平台顶板支撑梁安装图5.4-2 平台顶板安装5.4.3 各块段安装过程中应注意拼装误差的累积，每安装一块测量一次，根据测量结果通知岸上加工场对下一块段进行配切。
5.4.4 平台顶板安装完成后，即可在平台顶板上布置钻机等设备施工钻孔桩基。
图5.4-3 钻孔设施安装5.5 平台顶板下放转换成为吊箱底板钻孔桩施工完成并检测合格后，即拆除钻孔设备，清理出顶板，在其上拼装壁板、安装吊杆，实现向吊箱底板功能的转换，具体工艺如下：5.5.1 为满足钻孔功能，平台顶板通常高于施工期高水位3m，然而作为吊箱底板，为便于吊箱壁板等其它构件安装，宜尽可能贴近施工期水面。
为此平台顶板应在钻孔结束后，结合适时水位，下降一定高度至高出拼装工期内最高水位0.5m~1.0m即可。
5.5.2 结合顶板结构的平面强度和刚度特点，合理设置下放吊点。
吊点以钢护筒作支撑，在护筒顶面布置千斤顶支撑主梁，主梁上方安放液压穿心千斤顶，千斤顶通过钢绞线与平台顶板的吊点连接。
5.5.3 下放前贴近水面布置一层支撑，用于吊箱拼装阶段，底板的支撑。
5.5.4 下放时，首先将平台顶板提起距离钢护筒上平联以上20cm高度，人工割除钻孔阶段的支撑梁，并清除护筒周边的杂物，确保顶板能够平稳坐落于贴近水面的支撑上。
5.5.5 下放到位后，平台顶板也就转换成了吊箱底板，快速实现桩基到承台施工的体系转换，节省了逐层拆除平台顶分配梁，再次焊接并安装吊箱底板的工序。
5.5.6 修补平台顶板板面孔洞，全面检查，以满足吊箱底板防渗漏的要求。
5.5.7 再次核查吊箱底板平面尺寸，并测量放样，确定出吊箱壁板、吊杆等构件的具体位置。
图5.5-1 顶板下放至贴近水面转换成吊箱底板5.6在吊箱底板上安装吊箱壁板、悬吊系统等构件5.6.1 吊箱底板检查无误后，即按一定的顺序在底板上安装吊箱壁板、吊杆等构件。
安装过程中应注意对底板的保护，防止形成孔洞、造成后期封底阶段渗漏砼。
5.6.2 底板与护筒之间预留25cm的间隙，防止吊箱沿护筒下放至设计标高时，底板触碰护筒造成局部破坏。
图5.6-1 在吊箱底板上拼装吊箱壁板、吊杆等构件5.7 吊箱底板封堵及封底砼施工吊箱底板作为封底水下砼的底托结构，必须保证密封并具有足够的刚度和强度。
5.7.1 固定至设计位置后，由潜水员采用分块式水下封堵底板与护筒之间预留的25cm 间隙。
防止在浇筑封底混凝土的过程中出现漏混凝土的现象。
5.7.2 底板封堵板加工封堵板设计过程中考虑到护筒的偏位，根据护筒的不同偏位进行分类设计。
为便于安装和适应护筒偏位，封堵板宜加工成分块环状结构，每个护筒周围的封堵板宜分为6块左右进行分块加工，在现场通过螺栓连接。
为了安装方便，每个封堵板上均安放有拖环。
封堵板应编号以便与护筒对应。
其结构见下图：图5.7.3底板封堵板在钢吊箱下放之前，将封堵板临时安放在底板上，并沿护筒环向临时连接成一个圆环，各分块板之间，及板与护筒之间需留有空隙。
当钢吊箱下放就位后，在底板上固定封堵板并堵漏。
封堵板由潜水员在水下固定。
首先将钢板安放于护筒周围，然后利用螺栓将各封堵板连接成一个整体。
当封堵板安装固定以后，各封堵板之间及封堵板与护筒之间有一定的空隙，这时用麻袋装干混凝土对该部分进行封堵。
5.7.4底板封堵完成，逐一检查无误后，即开始封底砼浇筑。
封底砼成功浇注完成，则钻孔平台顶板兼做钢吊箱底板的功能也全部实现。
6.材料与设备6.1本工法中所用材料主要是加工平台顶板（吊箱底板）所需要的各种型号的钢板及型材，材料规格及性能较为常见，采购方便。
6.2主要设备表6.1 主要施工机具设备表7.质量控制7.1质量控制标准1、应遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程质量检验评定标准》JTG F-80/1—2004（土建工程）的要求执行。
2、应按本工程的招标文件及业主确定的技术质量标准要求执行。
3、钢结构加工所用钢材必须符合现行《优质碳素结构钢技术条件》（GB699-88）的相关规定。