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摘 要：钻孔平台作为水上钻孔桩施工的辅助结构，其结构形式种类较多，可适用于各类环境下钻孔桩的施工；在施工过程中需根据实际情况选择合适的钻孔平台，使其结构受力合理、经济、简单。
关键词：鉆孔平台；支撑桩；整体式
1 工程概况
1.1 项目简介
港珠澳大桥CB05标浅水区非通航孔桥在九州航道桥以东为5×85+8×（6×85），共53孔；以西为6×85+5×85，共11孔。墩高19.143～42.974m，其中墩高≤27m桥墩49个，为低墩区，包括152#～196#墩和216#～219#墩；墩高>27m桥墩13个，为高墩区，包括197#～203#墩和210#～215#墩。除190#墩设计为摩擦桩外，其余均为嵌岩桩支承桩。
1.2 主要施工条件
1.2.1 地质条件
CB05合同段水中区段位于里程K29+322～K35+605段，高潮时水深5.0～7.0m，低潮时水深3.5～5.5m，海床面较平坦，海床面高程一般在-4.0～-6.2m，其中里程K31+500（178墩）～K32+300（187墩）段地面高程在-3.5～-4.0m，里程K35+370（220墩）～K35+550（222墩）（珠澳口岸人工岛连接桥）段受填岛挤淤影响，地面高程在-2.3～-3.0m，海底主要为海相沉积的淤泥。里程K31+705m（180墩附近）北侧约140m处有暗礁，该暗礁在高潮时被水淹没，低潮时露出水面。
桥址区钻孔深度范围内第四系覆盖层按成因时代及岩性特征分为5大层，①层为主要全新统海积相淤泥、淤泥质土，②、③层为晚更新统海河交互相黏性土夹砂层，④层为晚更新统河流冲积相黏性土夹砂，⑤层为花岗岩风化残积土。第四系覆盖层厚11～48m，分层描述如下：①0填筑土，灰色；①1淤泥，灰黄色 ；①2淤泥，深灰色；①2-1粗砾砂，灰色、灰黄色；①3淤泥质黏土，深灰色；②1粉质黏土，灰黄色；②2细砂；②2-1淤泥质黏土；②4中砂；②5粗砾砂；③1淤泥质粉质黏土；③2粉质黏土夹砂；③2-2细砂；③2-3中砂；③3粗砂；③4粉质黏土；④1细砂；④4粗砂；④5-1黏土；⑤粉质黏土；⑥1全风化花岗岩；⑥2-1砂砾状强风化花岗岩；⑥2-2，碎块状强风化花岗岩；⑥3中风化花岗岩；⑥4微风化花岗岩。
1.2.3 水文条件
本项目北靠亚洲大陆，南临热带海洋，属南亚热带海洋性季风气候区。桥区天气特点温暖潮湿、气温年较差不大，降水量多且强度大，年盛行风向以东南偏东和东风为主；桥位区处于热带气旋路径上，登陆和影响桥位的热带气旋十分频繁。
本项目所在的伶仃洋水域是珠江口东四口门（虎门、蕉门、洪奇沥和横门）注入的河口湾，湾型呈喇叭状，走向接近NNW—SSE方向，湾顶宽约4km（虎门口），湾口宽约30km（澳门至香港大濠岛之间），纵向长达72km，水域面积2110km2。
桥区潮汐属不规则半日潮混合潮型，具有高潮位由外海向珠江口内逐渐增大，低潮位由外海向珠江口逐渐降低的特点。详见“图1：桥区水域汛期潮位变化图”。
2 钻孔平台结构型式的确定
根据本工程“先施工复合钢管桩，再搭设钻孔平台”的方案，为减少钻孔平台支撑桩的数量，考虑钢管复合桩是否参与受力，由此确定两种钻孔平台结构型式：整体式钻孔平台（钢管桩参与受力）和构架式钻孔平台（钢管桩不参与受力）。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）对沉桩承载力计算的要求，对每个墩位复合钢管桩的承载力进行计算，确定其是否参与钻孔平台受力，复核钢管桩参与平台受力的墩位采用整体式平台，否则采用构架式钻孔平台，沉桩承载力计算公式如下所示：
[P]= （λsUΣτili+λpAσR）/2
当hb/ds<5时：λp= 0.16λshb/ds
当hb/ds≥5时：λp= 0.8λs
λp——桩底端闭塞效应稀疏，对于闭口钢管桩λp=1，对于敞口桩按上式取值；
λs——侧阻挤土效应系数，对于闭口桩λs=1，对于敞口桩λs按下表取值；
hb——桩底进入持力层深度；
ds——钢管桩内径；
A——钢管桩底端投影面积；
U——钢管桩周长；
3 钻孔平台结构
3.1构架式钻孔平台
当复合桩钢管插打至设计标高，经计算承载能力不满足钻孔平台支撑要求的墩位，采用构架式钻孔平台施工。其采用Φ600×8 mm的钢管桩作为钻孔平台支撑结构，再将分配梁及桥面结构安装到位。
钻孔平台设计荷载：钻机荷载、风荷载、水流力和结构自重。
钻孔平台分为1个主平台和两个副平台，主平台主要放置2台钻机及配套设备、发电机、空压机，副平台放置办公室宿舍、移动厕所、储油罐、沙箱及灭火器等设施。钻孔平台平面尺寸横向×纵向：41.12×12m，其中主平台尺寸横向×纵向：23.12×12m，副平台尺寸横向×纵向：9×12m。平台基础25根Φ600 mm×8 mm的钢桩组成。设计桩长35.0m，其中Φ800×8 mm的钢管桩及Φ273×6 mm的钢管作平联及斜撑在钢结构车间焊接成整体，运输至墩位处定位后，再插打Φ600×8 mm的钢桩。上部结构从下而上为：分配梁F9（2HN400×200mm）、F6分配梁（2HN400×200mm）和分配梁F1（2HN400×200mm）、桥面板（I10+8mm花纹钢板），副平台分配梁F8（2HN400mm×200mm）、分配梁F7（ HN400mm×200mm）、桥面板（I10+8mm花纹钢板）。
钻孔平台结构图见“图2”。
3.2 整体式钻孔平台 当复合桩钢管插打至设计标高，经计算承载能力满足钻孔平台支撑要求的墩位，采用整体式钻孔平台施工。
钻孔平台设计荷载：钻机荷载、风荷载、水流力和結构自重。
钻孔平台平面尺寸横向×纵向：36m×21.1m。平台基础由插打完成6根复合桩钢管和4根定位桩共同组成。6根复合桩钢管和4根定位桩插打完成后，桩身安装牛腿，牛腿底标高+3.74。平台弦杆主要由HN500×200型钢组成，腹杆由HW200×200的型钢组成，腹杆与弦杆之间均采用破口熔透焊焊接。桥面板铺槽14+6mm花纹钢板。施工平台结构图见“图3”。
4 钻孔平台施工
4.1 构架式钻孔平台施工
（1）平台钢桩加工、运输
钻孔平台钢桩在珠海唐家湾钢结构车间加工制作。钢桩原则上在加工厂一次制作完成。钢桩制作完毕验收合格，由出海码头通过铁驳海运至施工墩位。
制作程序：拼接→喷砂除锈→防腐处理→检查验收→吊运上船→运输
（2）平台联接系套筒制作安装及钢桩插打
联接系套筒用Φ800 mm×8 mm的钢桩和Φ273 mm×6 mm的钢管作平联及斜撑连接，Φ800 mm钢桩长3m。联接系套筒按图纸在唐家钢结构厂整体焊接制作，减上海上焊接工作，降低安全风险，联接系套筒整体加工完成后在码头出海通过运输驳船运至墩位处定位。
联接系套筒定位后，平台钢桩施工采用浮吊按照边中边的顺序依次插打。钢桩垂直度控制采用便携式测斜仪，并用全站仪竖丝法或垂球法进行复核。钢桩采用120型液压振动锤插打，所用材料均用驳船运至作业地点。
平联及斜撑与钢管桩焊接形成为全周连接角焊缝，焊角高度按设计要求进行。特别应注意平联两侧及下部与钢管桩的焊接质量。
平联及斜撑焊接要求：焊接质量按标准检验控制，同时满足设计要求。联接系套筒布置图见“图4”。
（3）平台制作
墩位主、副平台在珠海唐家湾钢结构加工车间制作。在钢结构车间内用测量仪器放出分配梁的轴线，根据轴线画出分配梁的边缘定位线，及两端定位线，并做上明显的标记。平台先放置分配梁F9，在分配梁F9上面安装分配梁F2，最后安装F3及F1 2HN400×200分配梁。
桥面板为I10+8mm花纹钢板，钢板与工字钢间断焊接，以免滑动。铺设工字钢和面板时预留钻孔桩钢护筒位置，并用安全网封闭，以免人员掉落入江中。面板铺设完成后，平台四周焊接栏杆，并设置救生圈，灭火器等防护用品。栏杆外围用安全网封闭。
4.2 整体式钻孔平台施工
（1）整体式钻孔平台加工、运输
整体式钻孔平台由专业的钢结构车间加工制作。制作完毕验收合格，由出海码头通过铁驳海运至施工墩位。
制作程序：拼接→喷砂除锈→防腐处理→检查验收→吊运上船→运输；
（2）复合钢管桩及定位桩插打
采用大型铁驳将钢管桩运输到位，在“小天鹅”浮吊专用滑道上安装导向架，“小天鹅”在墩位抛锚，并初定位。导向架与“小天鹅”甲板间的滑移系统精确调整导向架平面位置，用大型浮吊吊装2台APE400B并联液压打桩锤，插打导向架的四根定位桩。四根定位桩桩顶安装顶升装置，整体顶升导向架脱离浮吊甲板，调整导向架高程及水平度，将导向架固定在定位桩上。用大型浮吊将钢管桩喂入导向架，调整钢管桩位置，利用导向架微调装置，精确调整钢管桩平面位置及垂直度，用APE400B液压打桩锤插打钢管桩到设计标高。钢管桩插打完毕，解除导向架与定位桩之间的连接，将导向架整体吊出。安装桩间连接，确保各钢管桩稳定安全。
（3）整体式平台吊装
整体式钻孔平台通过驳船运往施工墩位，用400t浮吊整体吊装（主平台整体结构总重230t）放至牛腿顶面，并用手拉葫芦配合微调就位，完成平台整体安装（见图5）。
5 结束语
有关钻孔平台的结构型式有很多，本文所涉及的内容仅仅是根据施工现场的实际情况，确定钻孔平台的结构型式，其不仅能满足承载力要求，更重要的是节省了施工成本，加快了施工进度，为港珠澳大桥CB05标非通航孔桩基的完成奠定了基础。
参考文献
[1] 桂业昆.桥梁施工专项技术手册：人民交通出版社，2004；
[2] 《公路桥涵施工技术规范》 JTG T F50-2011 中交第一公路工程局有限公司；
[3] 《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007 人民交通出版社；
关键词：鉆孔平台；支撑桩；整体式
1 工程概况
1.1 项目简介
港珠澳大桥CB05标浅水区非通航孔桥在九州航道桥以东为5×85+8×（6×85），共53孔；以西为6×85+5×85，共11孔。墩高19.143～42.974m，其中墩高≤27m桥墩49个，为低墩区，包括152#～196#墩和216#～219#墩；墩高>27m桥墩13个，为高墩区，包括197#～203#墩和210#～215#墩。除190#墩设计为摩擦桩外，其余均为嵌岩桩支承桩。
1.2 主要施工条件
1.2.1 地质条件
CB05合同段水中区段位于里程K29+322～K35+605段，高潮时水深5.0～7.0m，低潮时水深3.5～5.5m，海床面较平坦，海床面高程一般在-4.0～-6.2m，其中里程K31+500（178墩）～K32+300（187墩）段地面高程在-3.5～-4.0m，里程K35+370（220墩）～K35+550（222墩）（珠澳口岸人工岛连接桥）段受填岛挤淤影响，地面高程在-2.3～-3.0m，海底主要为海相沉积的淤泥。里程K31+705m（180墩附近）北侧约140m处有暗礁，该暗礁在高潮时被水淹没，低潮时露出水面。
桥址区钻孔深度范围内第四系覆盖层按成因时代及岩性特征分为5大层，①层为主要全新统海积相淤泥、淤泥质土，②、③层为晚更新统海河交互相黏性土夹砂层，④层为晚更新统河流冲积相黏性土夹砂，⑤层为花岗岩风化残积土。第四系覆盖层厚11～48m，分层描述如下：①0填筑土，灰色；①1淤泥，灰黄色 ；①2淤泥，深灰色；①2-1粗砾砂，灰色、灰黄色；①3淤泥质黏土，深灰色；②1粉质黏土，灰黄色；②2细砂；②2-1淤泥质黏土；②4中砂；②5粗砾砂；③1淤泥质粉质黏土；③2粉质黏土夹砂；③2-2细砂；③2-3中砂；③3粗砂；③4粉质黏土；④1细砂；④4粗砂；④5-1黏土；⑤粉质黏土；⑥1全风化花岗岩；⑥2-1砂砾状强风化花岗岩；⑥2-2，碎块状强风化花岗岩；⑥3中风化花岗岩；⑥4微风化花岗岩。
1.2.3 水文条件
本项目北靠亚洲大陆，南临热带海洋，属南亚热带海洋性季风气候区。桥区天气特点温暖潮湿、气温年较差不大，降水量多且强度大，年盛行风向以东南偏东和东风为主；桥位区处于热带气旋路径上，登陆和影响桥位的热带气旋十分频繁。
本项目所在的伶仃洋水域是珠江口东四口门（虎门、蕉门、洪奇沥和横门）注入的河口湾，湾型呈喇叭状，走向接近NNW—SSE方向，湾顶宽约4km（虎门口），湾口宽约30km（澳门至香港大濠岛之间），纵向长达72km，水域面积2110km2。
桥区潮汐属不规则半日潮混合潮型，具有高潮位由外海向珠江口内逐渐增大，低潮位由外海向珠江口逐渐降低的特点。详见“图1：桥区水域汛期潮位变化图”。
2 钻孔平台结构型式的确定
根据本工程“先施工复合钢管桩，再搭设钻孔平台”的方案，为减少钻孔平台支撑桩的数量，考虑钢管复合桩是否参与受力，由此确定两种钻孔平台结构型式：整体式钻孔平台（钢管桩参与受力）和构架式钻孔平台（钢管桩不参与受力）。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）对沉桩承载力计算的要求，对每个墩位复合钢管桩的承载力进行计算，确定其是否参与钻孔平台受力，复核钢管桩参与平台受力的墩位采用整体式平台，否则采用构架式钻孔平台，沉桩承载力计算公式如下所示：
[P]= （λsUΣτili+λpAσR）/2
当hb/ds<5时：λp= 0.16λshb/ds
当hb/ds≥5时：λp= 0.8λs
λp——桩底端闭塞效应稀疏，对于闭口钢管桩λp=1，对于敞口桩按上式取值；
λs——侧阻挤土效应系数，对于闭口桩λs=1，对于敞口桩λs按下表取值；
hb——桩底进入持力层深度；
ds——钢管桩内径；
A——钢管桩底端投影面积；
U——钢管桩周长；
3 钻孔平台结构
3.1构架式钻孔平台
当复合桩钢管插打至设计标高，经计算承载能力不满足钻孔平台支撑要求的墩位，采用构架式钻孔平台施工。其采用Φ600×8 mm的钢管桩作为钻孔平台支撑结构，再将分配梁及桥面结构安装到位。
钻孔平台设计荷载：钻机荷载、风荷载、水流力和结构自重。
钻孔平台分为1个主平台和两个副平台，主平台主要放置2台钻机及配套设备、发电机、空压机，副平台放置办公室宿舍、移动厕所、储油罐、沙箱及灭火器等设施。钻孔平台平面尺寸横向×纵向：41.12×12m，其中主平台尺寸横向×纵向：23.12×12m，副平台尺寸横向×纵向：9×12m。平台基础25根Φ600 mm×8 mm的钢桩组成。设计桩长35.0m，其中Φ800×8 mm的钢管桩及Φ273×6 mm的钢管作平联及斜撑在钢结构车间焊接成整体，运输至墩位处定位后，再插打Φ600×8 mm的钢桩。上部结构从下而上为：分配梁F9（2HN400×200mm）、F6分配梁（2HN400×200mm）和分配梁F1（2HN400×200mm）、桥面板（I10+8mm花纹钢板），副平台分配梁F8（2HN400mm×200mm）、分配梁F7（ HN400mm×200mm）、桥面板（I10+8mm花纹钢板）。
钻孔平台结构图见“图2”。
3.2 整体式钻孔平台 当复合桩钢管插打至设计标高，经计算承载能力满足钻孔平台支撑要求的墩位，采用整体式钻孔平台施工。
钻孔平台设计荷载：钻机荷载、风荷载、水流力和結构自重。
钻孔平台平面尺寸横向×纵向：36m×21.1m。平台基础由插打完成6根复合桩钢管和4根定位桩共同组成。6根复合桩钢管和4根定位桩插打完成后，桩身安装牛腿，牛腿底标高+3.74。平台弦杆主要由HN500×200型钢组成，腹杆由HW200×200的型钢组成，腹杆与弦杆之间均采用破口熔透焊焊接。桥面板铺槽14+6mm花纹钢板。施工平台结构图见“图3”。
4 钻孔平台施工
4.1 构架式钻孔平台施工
（1）平台钢桩加工、运输
钻孔平台钢桩在珠海唐家湾钢结构车间加工制作。钢桩原则上在加工厂一次制作完成。钢桩制作完毕验收合格，由出海码头通过铁驳海运至施工墩位。
制作程序：拼接→喷砂除锈→防腐处理→检查验收→吊运上船→运输
（2）平台联接系套筒制作安装及钢桩插打
联接系套筒用Φ800 mm×8 mm的钢桩和Φ273 mm×6 mm的钢管作平联及斜撑连接，Φ800 mm钢桩长3m。联接系套筒按图纸在唐家钢结构厂整体焊接制作，减上海上焊接工作，降低安全风险，联接系套筒整体加工完成后在码头出海通过运输驳船运至墩位处定位。
联接系套筒定位后，平台钢桩施工采用浮吊按照边中边的顺序依次插打。钢桩垂直度控制采用便携式测斜仪，并用全站仪竖丝法或垂球法进行复核。钢桩采用120型液压振动锤插打，所用材料均用驳船运至作业地点。
平联及斜撑与钢管桩焊接形成为全周连接角焊缝，焊角高度按设计要求进行。特别应注意平联两侧及下部与钢管桩的焊接质量。
平联及斜撑焊接要求：焊接质量按标准检验控制，同时满足设计要求。联接系套筒布置图见“图4”。
（3）平台制作
墩位主、副平台在珠海唐家湾钢结构加工车间制作。在钢结构车间内用测量仪器放出分配梁的轴线，根据轴线画出分配梁的边缘定位线，及两端定位线，并做上明显的标记。平台先放置分配梁F9，在分配梁F9上面安装分配梁F2，最后安装F3及F1 2HN400×200分配梁。
桥面板为I10+8mm花纹钢板，钢板与工字钢间断焊接，以免滑动。铺设工字钢和面板时预留钻孔桩钢护筒位置，并用安全网封闭，以免人员掉落入江中。面板铺设完成后，平台四周焊接栏杆，并设置救生圈，灭火器等防护用品。栏杆外围用安全网封闭。
4.2 整体式钻孔平台施工
（1）整体式钻孔平台加工、运输
整体式钻孔平台由专业的钢结构车间加工制作。制作完毕验收合格，由出海码头通过铁驳海运至施工墩位。
制作程序：拼接→喷砂除锈→防腐处理→检查验收→吊运上船→运输；
（2）复合钢管桩及定位桩插打
采用大型铁驳将钢管桩运输到位，在“小天鹅”浮吊专用滑道上安装导向架，“小天鹅”在墩位抛锚，并初定位。导向架与“小天鹅”甲板间的滑移系统精确调整导向架平面位置，用大型浮吊吊装2台APE400B并联液压打桩锤，插打导向架的四根定位桩。四根定位桩桩顶安装顶升装置，整体顶升导向架脱离浮吊甲板，调整导向架高程及水平度，将导向架固定在定位桩上。用大型浮吊将钢管桩喂入导向架，调整钢管桩位置，利用导向架微调装置，精确调整钢管桩平面位置及垂直度，用APE400B液压打桩锤插打钢管桩到设计标高。钢管桩插打完毕，解除导向架与定位桩之间的连接，将导向架整体吊出。安装桩间连接，确保各钢管桩稳定安全。
（3）整体式平台吊装
整体式钻孔平台通过驳船运往施工墩位，用400t浮吊整体吊装（主平台整体结构总重230t）放至牛腿顶面，并用手拉葫芦配合微调就位，完成平台整体安装（见图5）。
5 结束语
有关钻孔平台的结构型式有很多，本文所涉及的内容仅仅是根据施工现场的实际情况，确定钻孔平台的结构型式，其不仅能满足承载力要求，更重要的是节省了施工成本，加快了施工进度，为港珠澳大桥CB05标非通航孔桩基的完成奠定了基础。
参考文献
[1] 桂业昆.桥梁施工专项技术手册：人民交通出版社，2004；
[2] 《公路桥涵施工技术规范》 JTG T F50-2011 中交第一公路工程局有限公司；
[3] 《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007 人民交通出版社；