某橋主橋承臺(tái)鋼板樁圍堰施工方案設(shè)計(jì)及施工

1、某橋主橋承臺(tái)鋼板樁圍堰施工方案設(shè)計(jì)及施工 收稿日期:2009204220作者簡介:楊中鏡(19662,男,工程師,國家注冊一級建造師,湖南省有色地質(zhì)勘查局247隊(duì),湖南長沙410129曾衛(wèi)兵(19672,男,工程師,湖南省有色地質(zhì)勘查局247隊(duì),湖南長沙410129楊中鏡曾衛(wèi)兵摘要:以山東鄄城黃河公路大橋?yàn)楣こ虒?shí)例,詳細(xì)闡述了鋼板樁圍堰技術(shù)在大型橋梁深基坑的應(yīng)用,對鋼板樁圍堰工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、施工要求和注意事項(xiàng)進(jìn)行了細(xì)致分析,指出鋼板樁圍堰施工進(jìn)度快、安全、占地空間小,一次性投入低,對于深水墩施工切實(shí)可行。關(guān)鍵詞:鋼板樁圍堰,施工方案,流程,對策中圖分類號:U443.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1工程概況黃

2、河公路大橋?yàn)橐?guī)劃建設(shè)的德(州商(丘高速公路主要控制工程。大橋全長4810m ,大橋橋孔設(shè)置為9×50m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁+(70+11×120+70m 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁+58×50m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁。大橋主橋下部采用箱形薄壁空心墩,承臺(tái)采用分離式承臺(tái),高度3.5m ?；A(chǔ)采用鉆孔灌注群樁結(jié)構(gòu),每個(gè)主橋中墩設(shè)12根<2.2m 鉆孔樁。主橋11號13號墩均位于黃河河道中,水深達(dá)5m 8m ,且承臺(tái)頂面位于河床面以下,承臺(tái)施工需水下開挖河床,河床底部地層巖性為黃河新近沉積淤積層,以第四系全新統(tǒng)沖積亞黏土、亞砂土及粉細(xì)砂為主,土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松不均勻,

3、層位變化大,多薄層及透鏡體。鋼板樁圍堰適應(yīng)于深水或深基坑,流速較大的砂類土、黏質(zhì)土、碎石土等河床,其防水性能好,整體剛度較強(qiáng)。鋼板樁圍堰是承臺(tái)及墩身部分施工時(shí)的防水屏障,其主要是依靠鋼板樁和封底混凝土共同形成圍堰起防水作用。根據(jù)鄄城黃河大橋工程地質(zhì)報(bào)告和水文情況,主橋11號13號墩承臺(tái)施工采用打入鋼板樁圍堰方案(見圖1。2鋼板樁圍堰的施工結(jié)構(gòu)計(jì)算1鋼板樁采用德國拉森型,其頂面高程控制為+53.5m ,底面高程為+38.5m ,鋼板樁長度為15m 。水平支撐兩層,其所在標(biāo)高位置按照+52.5m 和+49m 位置控制。2計(jì)算原理:假定板樁在工作階段無位移,土壓力計(jì)算采用朗金理論;采用水土分算的原理

4、進(jìn)行計(jì)算;計(jì)算中考慮水流壓力,但未考慮風(fēng)壓力;取最不利上游側(cè)1m 寬鋼板樁進(jìn)行驗(yàn)算。3根據(jù)施工工藝,分三個(gè)工況進(jìn)行計(jì)算:a.工況一:鋼板樁打設(shè)完成后,在水面上+52.5m處安裝第一道支撐,不抽水抓泥到封底底標(biāo)高+43.5m 處;b.工況二:水下封底1.5m 后,抽水至第二道支撐下方50cm (+48.5m ;c.工況三:安裝第二道內(nèi)支撐,繼續(xù)抽水封底頂標(biāo)高(+45m 。4計(jì)算結(jié)論:經(jīng)驗(yàn)算,工況二鋼板樁所受彎矩最大為244.4kN m ,采用拉森鋼板樁,計(jì)算應(yīng)力值11384MPa ,小于鋼板樁的抗彎應(yīng)力232MPa ;驗(yàn)算最大變形為14mm ,滿足要求。經(jīng)驗(yàn)算,各工況驗(yàn)算最大入土深度都滿足實(shí)際入

5、土深度要求;確定鋼板樁采用拉森鋼板樁,長度為15m 。經(jīng)驗(yàn)算,第一道支撐環(huán)向圍檁所受的最大支反力發(fā)生在工況二,計(jì)算得最大彎矩為622.95kN m ,最大軸力為1041.56kN ,材料選用雙支HM488×300型鋼,綜合應(yīng)力計(jì)算得138MPa ,小于允許應(yīng)力145MPa ;驗(yàn)算最大變形為26mm ,滿足要求。第二道支撐環(huán)向圍檁所受的最大支反力發(fā)生在工況三,計(jì)算得最大彎矩為1036.5kN m ,最大軸力為1732.97kN ,材料選用雙支HW400×400型鋼,在局部加強(qiáng)后,綜合應(yīng)力計(jì)算得143MPa ,小于允許應(yīng)力145MPa ;驗(yàn)算最大變形為43mm ,滿足要求。經(jīng)驗(yàn)

6、算,第一道內(nèi)支撐在最大受力的工況二時(shí),計(jì)算得最大軸力為1008.58kN ,材料選用<5298鋼管樁,強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算得77.1MPa ,經(jīng)壓細(xì)桿折減后穩(wěn)定應(yīng)力82.4MPa ,小于允許應(yīng)力140MPa ;第二道支撐在受力最大的工況三時(shí),計(jì)算得最大軸力為1678.09kN ,材料選用<72010鋼管樁,強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算得75.3MPa ,經(jīng)壓細(xì)桿折減后穩(wěn)定應(yīng)力80.4MPa ,小于允許應(yīng)力140MPa 。3鋼板樁圍堰的施工3.1插打鋼板樁的導(dǎo)向與定位鋼板樁插打前,先在圍堰四個(gè)角點(diǎn)打設(shè)<52910鋼管樁(可利用平臺(tái)的外圍管樁,然后安裝外側(cè)導(dǎo)向220,在外導(dǎo)向的作用下,插打鋼板樁。通過導(dǎo)

7、向設(shè)置保證鋼板樁插打的平面位置和垂直度。3.2插打鋼板樁1插打順序:鋼板樁圍堰自上游側(cè)短邊中間向兩側(cè)和下游打設(shè),采用吊車插板、振樁錘下沉的方式施工,直至下游側(cè)合龍。2基本流程。a.樁基完成后,進(jìn)行拆除平臺(tái)工作。僅將部分平臺(tái)拆除后即開始鋼板樁施工。采用浮吊和平臺(tái)上汽車吊配合完成上游側(cè)和兩側(cè)板樁圍堰施工。b.平臺(tái)拆除,留下上、下游兩排鋼管樁及平臺(tái),完成下游側(cè)鋼板樁。c.在上游側(cè)護(hù)筒上焊接牛腿,搭建臨時(shí)施工平臺(tái)。3.3圍檁、內(nèi)支撐以及水下封底混凝土的施工1鋼板樁打設(shè)完成后,抽水(視當(dāng)時(shí)堰內(nèi)水位情況至第一層圍檁下方0.5m (即標(biāo)高53.0m 處。2在第一道圍檁處每隔4m焊接型鋼牛腿,形成圍檁散落平臺(tái)

8、,用浮吊安裝第一層環(huán)向圍檁,安裝內(nèi)支撐。在凹向圍檁的板樁和圍檁間添加木方填塊。3第一道支撐安裝完成后,履帶吊吊抓斗進(jìn)行水下抓泥,直至設(shè)計(jì)封底底標(biāo)高。4水下封底混凝土施工。海底隧道C 35噴射混凝土質(zhì)量成本控制收稿日期:2009204218作者簡介:姜濤(19842,男,技術(shù)員,中國中鐵隧道集團(tuán)有限公司,山東青島266530楊祖根(19652,男,助理工程師,中國中鐵隧道集團(tuán)有限公司,山東青島266530姜濤楊祖根摘要:通過海底隧道C35濕噴混凝土施工實(shí)例,簡要介紹了高性能噴射混凝土的特點(diǎn),通過調(diào)整混凝土配合比設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工工藝、加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制等一系列措施,有效降低了混凝土超耗嚴(yán)重造成的工

9、程高成本問題。關(guān)鍵詞:海底隧道,C35高性能混凝土,濕噴工藝,質(zhì)量控制中圖分類號:U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0引言海底隧道建設(shè),混凝土是最大宗的建筑材料,是關(guān)系到隧道安全、快速施工,高耐久、長壽命運(yùn)營的根本保障,因此對混凝土的抗?jié)B與耐久性能要求很高。初期支護(hù)中采用C35高性能濕噴混凝土設(shè)計(jì)在以往山嶺隧道施工應(yīng)用中比較少見,在本工程前期施工中由于施工工藝不合理造成比較大的浪費(fèi),給成本造成很大壓力,因此進(jìn)行成本優(yōu)化、降低回彈、穩(wěn)定噴射混凝土質(zhì)量成為亟待解決的問題。1工程概況青島膠州灣隧道是一項(xiàng)規(guī)模宏大的跨海工程,是連接青島市主城與輔城的重要通道,南接薛家島,北連團(tuán)島,下穿膠州灣灣口海域。隧道總長約61

10、70m ,其中跨越海域段約3950m 。膠州灣隧道工程第四施工合同段主要包括長3300m 的右線主隧道,長3250m 的服務(wù)隧道以及部分行人、行車通道工程。隧道,級圍巖段噴射混凝土設(shè)計(jì)采用C35濕噴混凝土,抗?jié)B等級S8,噴射混凝土設(shè)計(jì)厚度為20cm 30cm ;隧道,級3.4打樁時(shí)常見的問題和對策1打樁阻力過大不易貫入。應(yīng)在打樁前對板樁逐根檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整,必要時(shí)可在鎖口內(nèi)涂以油脂,減少阻力。2板樁向前進(jìn)方向傾斜。調(diào)整方法是用卷揚(yáng)機(jī)和鋼索將樁反向拉住后再振擊。3將相鄰板樁帶入。a.把相鄰板樁焊牢在圍檁上。b.數(shù)根板樁用型鋼連在一起。c.在連接鎖口上涂以黃油等油脂,減少阻力。3.5圍堰施工

11、過程中的檢測在鋼板樁打設(shè)過程施工中,要對鋼板樁的樁頂標(biāo)高和垂直度進(jìn)行檢測,應(yīng)檢測其是否在允許的誤差范圍內(nèi),超出時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整糾正。在鋼板樁施工完成、封底以后,就進(jìn)行支撐系統(tǒng)的施工,在施工支撐和承臺(tái)的過程中,應(yīng)對支撐系統(tǒng)進(jìn)行檢測。3.6鋼板樁的拔除1拔樁起點(diǎn):對封閉式板樁墻,拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開轉(zhuǎn)角樁5根以上?？蛇x擇打樁阻力小、土體變形小的地點(diǎn)起拔,必要時(shí)也可用間隔拔的方法。2拔樁順序,最好與打樁順序相反。3振動(dòng)拔樁,應(yīng)先振動(dòng)使鎖口松動(dòng)、減小粘結(jié),然后邊振動(dòng)邊拔。較難拔動(dòng)的亦可先向下振打或上下交替振打。4為及時(shí)回填拔樁后的孔洞,可在將板樁下端拔至基坑底面以上0.5m 時(shí)停拔,利用振動(dòng)錘振動(dòng)幾分鐘,使土孔

12、洞盡量填實(shí)。5當(dāng)拔樁阻力很大時(shí),可采用間歇振動(dòng)的方法,每次振動(dòng)15min 。振動(dòng)錘連續(xù)工作不宜超過1.5h 。4結(jié)語從山東鄄城黃河公路大橋主橋水中承臺(tái)施工采用的鋼板樁圍堰方案及實(shí)施效果來看,鋼板樁圍堰具有施工進(jìn)度快、安全、占地空間小等優(yōu)點(diǎn),對在水較深、淤泥或粉細(xì)砂等軟土地基施工與其他圍堰施工相比較為有利,而且相對于鋼圍堰、沉井,鋼板樁圍堰一次性投入費(fèi)用較低。采用鋼板樁圍堰,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工安全和施工便利等角度對深水墩施工是切實(shí)可行的。參考文獻(xiàn):1劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊M .北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.2交通部第一公路局.公路橋涵施工手冊M .北京:人民交通出版社,2000.3張

13、蓮娜.鋼板樁圍堰在深基坑中的應(yīng)用J .山西建筑,2008,34(3:1362137.4彭振斌.深基坑開挖與支護(hù)工程設(shè)計(jì)計(jì)算與施工M .武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1997.5黃強(qiáng).深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)技術(shù)M .北京:中國建材工業(yè)出版社,1995.The retaining construction planning design andconstruction of main bridge platform steel sheet pile over a bridgeYANG Zhong 2jing ZENG Wei 2bingAbstract :With J uancheng Huanghe h

14、ighway Bridge engineering in Shandong as example ,the steel sheet pile retaining technology application in large scale bridge deep foundation was detail illustrated.The steel sheet pile retaining processing parameters design ,construction require 2ments and matters need attention were detail analyzed.It pointed out that steel sheet pile retaining construction progre