曹娥江大橋大型鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)及施工技術(shù)

1、曹娥江大橋大型鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)及施工技術(shù) 摘要：該工程為跨越曹娥江的特大橋，28#、29#主墩位于曹娥江河道內(nèi)，主墩承臺(tái)采取鋼板樁圍堰施工。鋼板樁圍堰長(zhǎng)94m、寬28m，鋼板樁樁長(zhǎng)18m，樁底標(biāo)高為-12.5m、樁頂標(biāo)高為+5.5m。本文結(jié)合曹娥江大橋主墩鋼板樁圍堰施工，簡(jiǎn)述大型鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞：大型;鋼板樁;圍堰;設(shè)計(jì);施工技術(shù) abstract: the project for the bridge spanning the caoe river, 28#, 29# main pier is located in the caoe river, the main pier

2、 to take the construction of steel sheet pile cofferdam. steel sheet pile cofferdam is 94m long, 28m wide, 18m steel sheet pile length, pile bottom elevation is -12.5m, and the pile top elevation is +5.5m. in this paper, combined with the plate caoe river bridge main pier pile cofferdam construction

3、, design and construction technology of the large steel sheet pile cofferdam. key words: large; steel sheet pile cofferdam; design; construction technology; 中圖分類號(hào):tu74 獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)： 1 工程概況 曹娥江大橋位于紹興市濱海新城，為跨越曹娥江的一座特大橋，大橋東連世紀(jì)大道、西接致遠(yuǎn)大道，橋梁跨越曹娥江部分水域?qū)捈s1.3km，主橋設(shè)計(jì)為125m+300m+125m的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)。 斜拉橋索塔基礎(chǔ)采用整體式八邊

4、形結(jié)構(gòu)，平面尺寸為6423m、厚5m，塔座采用分離式菱形臺(tái)體結(jié)構(gòu)。 承臺(tái)底面標(biāo)高1.23m，頂標(biāo)高6.23m，施工水域泥面最低處為-4.5m（即采用高樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)）。 承臺(tái)施工采用打設(shè)鋼板樁圍堰支護(hù)并回填砂性土墊層（河床與承臺(tái)底面之間高差墊高），在鋼板樁圍堰澆筑混凝土墊層后支立定型鋼模板、澆注承臺(tái)混凝土。 2 鋼板樁圍堰設(shè)計(jì) 考慮兼顧主墩承臺(tái)上下游防撞墩施工的需要，鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)長(zhǎng)94m、寬28m，采用日本進(jìn)口的拉森-iv鋼板樁，樁長(zhǎng)18m，樁底標(biāo)高-12.5m、樁頂標(biāo)高+5.5m。 圍堰圍囹采用2hw40040013/21的型鋼，內(nèi)支撐采用800x10mm、600x8mm的鋼管，圍囹上支點(diǎn)間距

5、按照4.50m設(shè)置。圍堰先后在+4.20m處及+2.50m處設(shè)置一道圍囹及內(nèi)支撐。 (a)第一道圍楞1/4結(jié)構(gòu)布置圖 (b)第二道圍楞 1/4 結(jié)構(gòu)布置圖 (c) 圍堰 1/2 立面剖面圖 圖2主墩鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)示意圖 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 地質(zhì)條件：河床表面（1）-1層填土及（1）-2亞粘土極易沖刷，亞粘土層底標(biāo)高約為-4.50-5.00m左右，鋼板樁插打范圍內(nèi)均為（2）層亞砂土層。 水位：施工低水位+2.50m、施工高水位+5.50m 。 標(biāo)高：河床標(biāo)高+00.00m、考慮沖刷后-4.50m；承臺(tái)頂標(biāo)高+6.23m、承臺(tái)底標(biāo)高+1.23m，封底砼厚度0.8m。 荷載：水壓力及土壓力，風(fēng)荷載、流

6、水荷載 2.2 設(shè)計(jì)驗(yàn)算 運(yùn)用midas civil 2011建立整體結(jié)構(gòu)有限元模型，對(duì)鋼板樁圍堰施工工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算。 綜合各種工況條件分析，取得鋼板樁最不利受力工況為：鋼板樁打設(shè)完成并合攏、安裝+4.20m處內(nèi)支撐后，圍堰內(nèi)砂土回填至泥面標(biāo)高+0.20m、且圍堰內(nèi)水位在+0.20m時(shí)，鋼板樁及內(nèi)支撐受力情況（最不利時(shí)，圍堰外河床取最低-4.50m，圍堰外水位取最高+5.5m）。 在該工況下，板樁最大應(yīng)力為179.7mpaf=215 mpa，水平支撐最大應(yīng)力-128.7 mpaf=215 mpa、最大軸力-2632kn，圍囹最大應(yīng)力-207.3 mpaf=215 mpa、最大軸力-290

7、5kn，均滿足要求。 3 鋼板樁圍堰施工工藝流程 主墩鋼板樁圍堰施工工藝流程：打設(shè)鋼板樁圍堰至合攏安裝標(biāo)高+4.20m處內(nèi)支撐圍堰內(nèi)抽水至標(biāo)高+0.20m圍堰內(nèi)回填砂土至+0.20m碎石墊層及混凝土墊層澆筑施工至+1.20m綁扎鋼筋支立模板完成第一層承臺(tái)混凝土澆注至+3.50m拆除承臺(tái)模板，安裝標(biāo)高+2.5m處內(nèi)支撐拆除+4.20m處圍堰內(nèi)支撐施工第二層承臺(tái)混凝土至+6.23m。 4 鋼板樁圍堰施工 4.1 定位架系統(tǒng)安裝 定位樁可利用施工鋼平臺(tái)四周的鋼管樁及最外側(cè)的鋼護(hù)筒，在護(hù)筒和鋼管樁之間采用2i25工字鋼搭設(shè)定位導(dǎo)向梁的支撐梁，定位導(dǎo)向梁沿承臺(tái)四周按鋼板樁設(shè)計(jì)位置布設(shè)在支撐梁上，導(dǎo)向梁采

8、用2hn600型鋼、單層雙面形式，雙面導(dǎo)向梁之間的間距不宜過(guò)大，一般略比鋼板樁墻厚度大815mm。 4.2 插打鋼板樁至合攏 4.2.1 鋼板樁施打順序 受水流影響，為減少水流阻力，擬采取從上游端向河岸和下游方向施打，在下游合攏。 4.2.2 鋼板樁插打 將鋼板樁用汽車通過(guò)棧橋運(yùn)到施工墩位，用塔吊吊起鋼板樁臨時(shí)固定于鋼棧橋或鋼平臺(tái)邊，然后履帶吊起吊振動(dòng)錘夾鋼板樁頂口，整體起吊振動(dòng)錘和鋼板樁，利用自重順鎖口下插，然后測(cè)量觀測(cè)鋼板樁垂直度和平面位置，滿足要求后開啟振動(dòng)錘一邊振動(dòng)，一邊插打下沉。 為確保施工安全、防止板樁插打過(guò)程中脫夾傾倒，插打過(guò)程中板樁頂設(shè)吊點(diǎn)、采用短鋼絲扣掛設(shè)于履帶吊小鉤上，小鉤

9、與震動(dòng)錘同步下放。 整個(gè)鋼板樁圍堰施打過(guò)程中，開始時(shí)可插一根打一根，即將每一片鋼板樁打到設(shè)計(jì)位置，每沉放完一根樁后與前一根樁焊牢；到剩下最后35片時(shí)，要先插后打，即先將最后35根鋼板樁全部沉放、合攏后再統(tǒng)一施打；若合攏有誤，用倒鏈或滑車組對(duì)拉，使之合攏；合攏后，再逐根打到設(shè)計(jì)深度。 4.2.3 鋼板樁圍堰合攏 在圍堰即將合攏時(shí)，開始測(cè)量并計(jì)算出鋼板樁底部的直線距離，再根據(jù)鋼板樁的寬度，計(jì)算出所需鋼板樁的片數(shù)，并按此確定下一步鋼板樁的插打工藝。 鋼板樁圍堰合攏時(shí)兩側(cè)鎖扣不一定平行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行調(diào)整合攏。通過(guò)測(cè)量觀測(cè)兩端鋼板樁頂端偏位情況，然后在鋼板樁頂端使用千斤頂或滑車

10、組調(diào)整平行，也可以采取異型鋼板樁合攏法。 4.3 鋼板樁圍堰加固 當(dāng)圍堰合攏后，抽水施工前還須安裝支撐以加固圍堰，以防水（土）壓力過(guò)大影響圍堰內(nèi)的施工安全。 4.3.1 加固措施 鋼板樁圍堰支撐包括圍囹及內(nèi)支撐，圍囹采用型鋼加工，圍囹固定于鋼板樁內(nèi)壁。 4.3.2 加固原則 在確保安全的前提下，圍堰內(nèi)支撐的設(shè)置還應(yīng)考慮承臺(tái)模板的支立。 4.3.3 圍囹安裝 圍囹型鋼安裝，首先在安裝位置下方焊接承受圍囹自重的臨時(shí)短型鋼，然后起吊圍囹型鋼就位并與鋼板樁焊接。為防止圍堰的變形，要求將圍囹型鋼與鋼板樁之間的間隙全部用型鋼焊接支撐連接。 4.3.4 內(nèi)支撐安裝 按照設(shè)計(jì)圖紙安裝內(nèi)撐，對(duì)圍囹型鋼和內(nèi)支撐接

11、頭位置用三角加勁板焊接，同時(shí)加強(qiáng)焊縫質(zhì)量檢查。 4.4 鋼板樁圍堰的防滲、堵漏措施 鋼板樁圍堰施工的關(guān)鍵是止水防滲，施工中預(yù)防滲措施如下： 施工過(guò)程中重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)鎖口的檢查。 施打前在鋼板樁鎖口內(nèi)抹黃油。 施打時(shí)控制好垂直度，不得強(qiáng)行施打，以防損壞鎖口。 圍堰產(chǎn)生滲漏時(shí)，由潛水員下水在圍堰外使用聚氯乙烯異型條對(duì)鋼板樁鎖口進(jìn)行逐條封堵。 4.5 圍堰內(nèi)抽水、回填砂土及封底 在第一道支撐安裝加固完成之后，圍堰內(nèi)抽水至標(biāo)高+0.2m，并回填砂土至+0.2m標(biāo)高，再回填0.2m厚碎石層找平，待回填砂土密實(shí)后進(jìn)行封底混凝土施工。封底混凝土厚度為0.8m，澆筑前用0.2m厚碎石墊層對(duì)泥面進(jìn)行找平。 5 結(jié)束語(yǔ) 在大型起重設(shè)備無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的前提下，利用整個(gè)鋼