黃河流凌河段深水基礎(chǔ)施工技術(shù)(總報(bào)告)

目錄任務(wù)和研景1狀.....................................................1點(diǎn)13.1概況13.2特點(diǎn)3黃河凌汛期規(guī)模大時(shí)間長(zhǎng)，施工臨建設(shè)施次拆除，重復(fù)搭拆，工程。33.2.2該河屬床河床刷嚴(yán)工。。....3、序受影緊。4主容.....................................................44.1河段棧施工技址道本況.......................................方4浮式驗(yàn)5浮橋式橋的搭設(shè).........................................6浮式橋與鉆孔平臺(tái)連.........................9浮式輔安浮橋除9浮定下104.2凌河鉆孔樁施工技術(shù)10樁基況10方比計(jì)11步計(jì)埋設(shè)14泥配..............................................15進(jìn)控154.3段低樁工技術(shù)15承況15選..........................................計(jì)....................................16施..........................................施22點(diǎn)23得主技成果..........................................5.2主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)、236.1效益....................................................24濟(jì)效益....................................................推241務(wù)來(lái)和研景2009年我烏錫黃河橋，單聯(lián)884單線單聯(lián)長(zhǎng)、跨多化橋。其于蒙拉前與杭交界三湖水下游16km處屬上彎處區(qū)存在的地化層主河道定河道擺度較、水位頻繁刷嚴(yán)此外該地區(qū)嚴(yán)重的期河床漫積較在游主道工梁水基度為確保該橋順利施，鐵十局烏項(xiàng)目部成立科技攻關(guān)小組，開展了“黃河流河段橋梁水基施工術(shù)研究本課被列中國(guó)道建總公司年科研項(xiàng)目計(jì)劃（合同編號(hào)研究作年05年，了課題的研究，了期目的。2外跨梁多在長(zhǎng)中流域跨梁水上、計(jì)、承施主和施，的礎(chǔ)施工工作為定工承施、。展上的梁多河主施工，黃河橋工，長(zhǎng)度為的18米。目前橋梁深水基礎(chǔ)施工技術(shù)較成，內(nèi)蒙區(qū)域的黃寬漫灘、河道大幅度擺動(dòng)、游蕩不定、水位變化繁、沖刷積嚴(yán)重大、長(zhǎng)的凌汛期施工的水基礎(chǔ)施，在國(guó)內(nèi)關(guān)技術(shù)研究較，成，特是鐵路橋上內(nèi)。國(guó)外關(guān)此下橋梁基礎(chǔ)工技術(shù)研究的開道。3．工3.14000m

3

/s79591016.8m1017.7m1219mQ4al4級(jí)松σ100kPa；黏硬塑0狀級(jí)土硬σ180kPa軟塑σ塑σ90kPa000良現(xiàn)象震液鹽漬部孤度長(zhǎng)直及線與夾°孔布置64m+7×108m+64m64m+5×108m+64m連續(xù)梁跨越基低樁承臺(tái)固定用1.8m樁樁長(zhǎng)度在5078m承基礎(chǔ)××7.5m)開度到12m詳細(xì)布置見圖1圖圖黃河大橋主橋墩平圖圖主橋總布置圖圖黃河特大橋與黃河主流關(guān)系圖3.2點(diǎn)。年月年月初為黃河凌汛期、平便臨時(shí)設(shè)施需要全部清除，凌過施工所需臨時(shí)設(shè)施需新、，時(shí)間緊工程量大。該段屬床床對(duì)提高求。由道及床計(jì)過實(shí)刷深在～10m短，6-10小沖達(dá)10m之；鉆計(jì)提要，不僅要考慮承載力，還要充分考慮河床沖的影響,確鉆孔平臺(tái)和鋼護(hù)筒的安。該黃河水位變化頻繁，地質(zhì)情況復(fù)雜，基難大。該黃河道河道的過渡段水，河床沖刷嚴(yán)重，河流動(dòng)度，質(zhì)為細(xì)層在床以下至圍內(nèi)存在地震化，部段孤；河內(nèi)孔，量多直較、長(zhǎng)長(zhǎng)為承臺(tái)底位水面以下米，工度大基的挖護(hù)難。特大橋大、工序復(fù)雜受工本橋工量大橋全長(zhǎng)9303.68m共有基1434根橋墩臺(tái)232個(gè)合同工期為個(gè)月，但工程所在地區(qū)要經(jīng)過3冬季（凌汛期按委會(huì)要求凌汛期不得施工，而且施工工序和所用專業(yè)設(shè)備較多，工期壓力非常大。4主要容凌橋術(shù)橋的況橋最為3/s施水水主，施的凌為10-11月年3-4月，數(shù)。開的，最大度4Km河道受的影響，水流，層，的有的層，一季，凌化，、水位防全，。根黃河汛期要年流凌要河道的所施工設(shè)施設(shè)，在凌（至期）施工、設(shè)河道。工程施工，道，設(shè)棧橋。橋施又黃河動(dòng)，同要于和。1棧橋；根和本河段特不橋游的凌橋且米橋要2個(gè)，工計(jì)2用橋棧橋設(shè)根河道游蕩擺動(dòng)化橋位，位以，要，工期較，，部用本用，且河床內(nèi)不會(huì)全。HHmsHHms235.6m28.5m6.0m1.6m0.3m0.67m153t20m817.220.7m/s,選位q=27.4N/m￠28mm條有三1.6m×混凝制塊程主到阻等受圖eq\o\ac(○,1)Ω=Bh

ρ=C?ΩF2=×0.67=19.095mC=1

F

=1×

2

m

×2

×19.095m

=eq\o\ac(○,2)F

=ΩwΩ=?H×B=0.95m×28.5m=27.075mw==14.8

F

=×=400.71Neq\o\ac(○,3)阻HHF

ρ=C鋼

?

=1×

2

m

×1.13

××=eq\o\ac(○,4)浮橋水平力計(jì)算T=(F+Fn+F×=357.532×3++水風(fēng)鋼=其中：為浮橋所受水力；力系數(shù)；密度；流速為水浮船浸部分垂直水流向最大橫剖面為浮船迎水寬度h為浮船吃水吃水深度；F為浮橋受風(fēng)壓力為浮橋的租面積；；；為風(fēng)鋼錨繩所阻力；直徑；為浮船水力。浮船

F風(fēng)F水

F錨塊圖浮橋水受力圖經(jīng)對(duì)浮在最不利情況水平受力的（阻力、風(fēng)阻力及錨繩阻力）算從而得處塊纜繩的最大力：加入錨繩計(jì)算公式錨繩力=41453.6N容許拉力F=98583N錨繩是安全；根據(jù)錨受力情況確定錨塊的量至少1.6m×1.6m×1.6m凝土預(yù)制錨塊，考慮了各種生拉力的阻力并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)，錨塊是安的。綜上浮式棧橋在黃河十年一遇夏季大流速時(shí)是安的。棧搭在準(zhǔn)備作就緒后，選河面平靜，風(fēng)（不過級(jí)時(shí)開始搭設(shè)浮。架設(shè)順序?yàn)橄葍蛇吅笾虚g最合攏。先通過拖輪將駁船拖到岸邊將錨放到駁船上并纜繩，后將駁船橫向拖到上160m處，駁船的拋錨塊將纜繩拴住該駁船過水流的沖力和纜繩的松放調(diào)整駁船到指定位置，鎖死纜繩固定駁船，駁船通過銷軸連接鎖定，依次到中間合攏，最后通過纜繩緊放調(diào)整浮橋到指定橋位，放下兩端臨時(shí)碼頭的搭板，浮橋搭設(shè)完畢。浮橋船只首尾連接，浮橋搭設(shè)在橋的上游，考慮船舶拆換空間和最大擺動(dòng)幅度，確定浮橋與圍堰最外邊保持5m間距然修建時(shí)頭清理橋邊河確保深不于1.5m，以防船擱淺每只船三個(gè)錨進(jìn)行固詳見意圖5，橋搭現(xiàn)照見圖6。圖5浮橋式棧橋駁船連接示意圖圖6浮橋搭設(shè)現(xiàn)場(chǎng)照片圖接臺(tái)較“用I25a和號(hào)成5.8m長(zhǎng)0.8m寬在平臺(tái)側(cè)，通過與平臺(tái)進(jìn)行銷軸連接與浮橋側(cè)通過板進(jìn)行滑動(dòng)搭；在水位、浮上下起伏時(shí)，行通道在平臺(tái)側(cè)以上下轉(zhuǎn)動(dòng)，浮橋側(cè)可以通人行通道與浮鋼板進(jìn)行滑動(dòng)從而解決了浮橋上下起伏對(duì)人行道的影響，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)、人行通道和浮橋的“軟連接，具體詳見圖7。圖浮橋、人行通道與平連接圖輔施安側(cè)欄照備浮側(cè)立須限輛往尺班往輛。、以備用除在每年凌其下拆除浮橋時(shí)，通行，66裂損壞立即封要害如異檢查格要部立要2600m3/s人、4.2部6m20m1.5m部對(duì)1即此233二遇（1016.8m底層橫梁標(biāo)布φ529*10mm75列33.5m上I45a頂橫I45a分配字上布I25a300mm布5mm89..-.7-45..-.7-45圖鉆孔平臺(tái)布置示意圖圖鉆孔平臺(tái)效果圖臺(tái)225.5(t)員荷載0.2(t/m)；0.2(t/m)；：20(t)；系數(shù)：MADIAS建模計(jì)算結(jié)果：平臺(tái)荷載總重（t）＜總力F2=1250(t)滿足要求；：圖MIDAS/CivPOST-PROCESSORBEAMSTRESS()0.00000e+000-4.13088e+000-8.26176e+000-1.23926e+001-1.65235e+001411-

-2.06544e+001-2.47853e+001-2.89162e+001-3.30470e+001-3.71779e+001411-

041711-

9

-4.13088e+001-4.54397e+001=-45.4397最大應(yīng)力

CB::2:1:::-:-0.483:-0.8370.259強(qiáng)滿要，變?yōu)?.058mm<2512/400=6.28mm剛度滿足要求；I45a工字鋼分配梁：最大應(yīng)力79.94Mpa<140Mpa度滿足要求，最大變形為3.244mm<4000/400=10.00mm剛度足要求；I45a工鋼橫梁：圖

188518.9

263602.7

113095.5267286.1111221.7最大應(yīng)力111.578Mpa<140Mpa強(qiáng)度滿足要求變?yōu)?.176mm<4700/400=11.75mm剛度滿足要求；鋼管樁受力最大的為第二、根，最大力為329.59*2=659.19KN。①的度強(qiáng)計(jì)算根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資可知，主要為粉砂、細(xì)砂，查《路橋施工手冊(cè)》得粉砂的極限摩阻力為35~55KPa(參路施手)質(zhì)情況為粉Q4al4）σ0=80～100kPa。鋼管樁埋深長(zhǎng)度=(659.19-0.0702*3.14*80)/0.53/3.14/40=9.63m另外考慮黃河河床沖刷嚴(yán)重考慮10米的部刷因鋼樁埋深為。②、強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)上面支反力計(jì)算，鋼管立柱豎向力為659.19KN，的響用原面到水面之間，即考慮11m，水流按2.53m/s(考防洪評(píng)價(jià)報(bào)告，鋼管樁面積為0.2205m

2

,水的壓力P=0.73*0.2205*10*2.53/(2*9.8)=0.5256KNA=5300(mm2)立柱凈截面面積A=(0.53/2)

2

*3.14-(0.51)

2

*3.14=0.01632m

2立柱強(qiáng)=659.19KN/0.01632m=40.37MPa<140Mpa

強(qiáng)度滿足要求。③、穩(wěn)定性計(jì)算i=0.0361mA=0.01632m

2

l=4m長(zhǎng)細(xì)比=l/i=4/0.0361=110.8<150

穩(wěn)定性滿足要求。通過對(duì)鉆孔平臺(tái)的整體驗(yàn)算滿足要求。計(jì)：用配計(jì)度樁口鋼柱在施工過中容易產(chǎn)底部變形，會(huì)響管柱的插打，在底部設(shè)置100mm的加強(qiáng)箍，并加強(qiáng)箍上方設(shè)5道加勁肋，勁肋采用10mm厚50mm寬。浮吊固；（3斜，部工員合整向標(biāo)；（4上整撐置焊在管上；（5安縱、下梁橋板穩(wěn)支、；鉆孔平臺(tái)搭設(shè)完成后，在平臺(tái)上布置個(gè)并擺在Omm以（7）在工鋼由，量接鉆量橋施，護(hù)埋深度下：L=[(h+H）rw-Hro]/(-護(hù)標(biāo)高為1017.5m,部標(biāo)高為，施工水位至床表頂局面深度H為m，護(hù)筒內(nèi)水h，水的容ro為3，土平rd為3，護(hù)筒內(nèi)容rw為，護(hù)筒計(jì)算埋深為，通過計(jì)護(hù)筒的長(zhǎng)度32m。根據(jù)設(shè)計(jì)1.5m1.8m的樁分采用為230cm鋼,厚護(hù)直1/200度12mm的性工高度,每7.5m。鋼筒頂部底置的強(qiáng)箍，強(qiáng)設(shè)置20道加勁肋，每50mm3,1.21.328S96%4%1120130Kg2燒宜同還避水造縮頸3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備數(shù)出現(xiàn)不拋用頭空來(lái)維持穩(wěn)根據(jù)橋點(diǎn)選用型反環(huán)回旋機(jī)進(jìn)行過機(jī)進(jìn)速來(lái)不條進(jìn)特穿基陷坍、頸等不利發(fā)生過程對(duì)進(jìn)進(jìn)行了較理達(dá)了預(yù)期效循環(huán)機(jī)對(duì)當(dāng)輕壓慢速般1826/進(jìn)1.01.5m/h泵、進(jìn)良好；始先輕壓慢初始?jí)?KN待頭正常后逐漸轉(zhuǎn)速壓810KN使頭吸口產(chǎn)堵進(jìn)起桿位轉(zhuǎn)2min局部形皮穩(wěn)起動(dòng)泵待反環(huán)常后才開機(jī)慢回放頭底接桿先停將具離底80100mm維沖洗循環(huán)2min清洗底將管道內(nèi)渣攜出排凈然停泵接桿4.3技術(shù)承概況跨河橋墩地質(zhì)為黃河地區(qū)，基坑地質(zhì)主要以粉細(xì)砂地震液化層為主河床水深在15m承臺(tái)基礎(chǔ)開挖較20.4m×20.4m)開挖深度較深在～13.6m之間，并且水位變化頻繁，有時(shí)同一天水深變化幅度達(dá)多。施針對(duì)河，沖刷重變頻，受汛期響本黃有效施工短特，合黃特橋河內(nèi)地、開深、期現(xiàn)環(huán)境的求合本地施方案步定二即雙壁鋼堰拉鋼樁堰。雙壁圍方的點(diǎn)適合水礎(chǔ)工結(jié)穩(wěn)不變、滲、全系數(shù)等其點(diǎn)施周期、料耗、本高、除期且險(xiǎn)，需要型吊備。拉森板圍方的點(diǎn)：合弱基水＜條件施，工周期、料轉(zhuǎn)、構(gòu)穩(wěn)，工為捷拆快速全。缺：適合地質(zhì)，不有，堰滲、較多，工大。本橋水地質(zhì)件施工周期的選定長(zhǎng)拉森鋼板方。拉拉型選系的拉固。SP-拉森鋼板樁數(shù)1，12型拉森鋼板樁數(shù)型

度

度

高

度

BHtAIXmmmmmm24cm3/m

0

40

圖SP-Ⅳ型拉鋼板樣圖拉本橋于承臺(tái)坑開挖度較深需要2～4道支，此要多（撐式板樁式計(jì)，外河水墩礎(chǔ)于蕩河位置以計(jì)過中慮河床刷影。多層撐錨）板入土度算以值法算為進(jìn)介：首先制壓分圖接著算樁上壓強(qiáng)等于梁的荷最后根據(jù)和墻前被動(dòng)壓對(duì)樁低端O的矩等原可求x零離挖面的F距離y；按跨續(xù)梁AF用力矩分配計(jì)各點(diǎn)跨的彎，中出大彎矩M以算樁面可求出支反力RRR即作在而=x+y，BCDF0所以土度為t=(1.1～1.2)。因此板長(zhǎng)度=地外露度基坑挖度0入土度如圖等值梁土壓力分布入土深度計(jì)算圖圖鋼板圍計(jì)圖根據(jù)肯壓公計(jì)，考到位地為水較強(qiáng)粉、質(zhì)土層，壓計(jì)時(shí)用土分法即壓為土計(jì)算的壓土的水力）河橋河道水中墩承基開支森鋼板樁度為22.5m，再據(jù)現(xiàn)Ⅳ型森鋼板樁度為，采根12m鋼板樁對(duì)接即。于中的墩處河床中心帶沖涮嚴(yán)重，慮歷年的最低刷線采用米加長(zhǎng)型拉森板樁。圍囹及內(nèi)支布置形式要依據(jù)鋼板樁強(qiáng)度和剛度以開挖基坑和施承臺(tái)的便利情況定；另外要仔細(xì)的分析種工況狀況下鋼板樁需要加的力，然后再根據(jù)作力和反作力的關(guān)系，設(shè)圍囹及內(nèi)支撐確保圍囹和內(nèi)撐承受的力能滿足鋼樁需要加的力。根據(jù)前所敘述情況，黃河特大橋水墩承臺(tái)基坑開挖支護(hù)例：圍囹支撐設(shè)置為圍采用工字型鋼，內(nèi)撐采用和φ530x10mm鋼管，其中從上到第一道為拼，第二、三四道為三拼；囹內(nèi)斜撐取三排，內(nèi)支撐短鋼管為φ629x10mm鋼，支撐長(zhǎng)鋼管）為φ529x10mm鋼管，內(nèi)支撐為雙I45a工字鋼，其它支為φ529x10mm鋼，二、三、四道中間十撐為雙拼；據(jù)鋼板樁作用和反作用力的系施加到圍囹內(nèi)支撐上利用軟件進(jìn)行簡(jiǎn)滿足剛度強(qiáng)度及變形要求第一道支撐受力較小，作為鋼樁的插打?qū)蛐枰凶銐虻亩龋诖俗骷?xì)計(jì)算，第、四道內(nèi)支撐布置，取力較大的第四內(nèi)支撐進(jìn)行計(jì)；第三道內(nèi)支撐取受力大進(jìn)行計(jì)算。MIDAS計(jì)算板樁圍圍囹內(nèi)支撐滿足剛度強(qiáng)度以及變形求。鋼板樁圍及內(nèi)支撐布置況下：14所圖-14鋼板樁圍堰圍囹及內(nèi)支撐布置圖圖-15施工中的基礎(chǔ)鋼板樁圍堰封底混凝土考方22設(shè)計(jì)高程后當(dāng)停止降水或抽干水時(shí)，在封底層的地面將會(huì)因水頭差受到向上的浮力作用，這就需要封底混凝土與支護(hù)之間有足夠的承載力和強(qiáng)度，以保證封底混凝土和支護(hù)的安全。封底混凝土為混凝土，有效計(jì)算厚度，圍堰尺寸：20.4m×20.4m；樁基外徑為共16根；坑深度取12m計(jì)算。鋼與混凝凝土與混土粘結(jié)力般取～200kN/m2

里取120kN/m2；混凝土容重：23kN/m3；堰封底混凝土底標(biāo)高：1001.98m。水的浮力=1×12×(20.4×20.4

)封底砼自重＝2.3×(20.4×20.4)×1.8＝1723t封底砼樁基的粘聚力＝1.8×3.14×0.9×2×12×161封底砼鋼板樁的粘聚力＝（20.4＋20.4）×1.8×2×122＋N＝1723＋1953＋176212則抗浮安系數(shù)為：K=（G＋N＋N）/P=5447/4476=1.2>1.1，抗浮滿足要求！12封底凝板上力用下內(nèi)，似簡(jiǎn)為支單板算混土容重：23kN/m，容：10kN/m3，據(jù)圖?。?.9x13.9）m大域計(jì)拉應(yīng)力不慮筒16圖16封混凝板f=

qlW

=

l

)/

=

.

.../

封底層頂因靜水壓力作用產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力f=186.6KPa=0.186<1.1MPa(C20混凝土心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng))。經(jīng)計(jì)算河特大橋水中墩承臺(tái)基坑封底混凝土厚度為。抗算數(shù)

MM

paM——?jiǎng)訅杭爸?duì)樁的矩對(duì)于支撐支點(diǎn)由內(nèi)撐壓p力決定;對(duì)于桿錨，點(diǎn)力錨桿錨錨固和拉的較值。M——?jiǎng)訅簩?duì)樁的彎矩;a經(jīng)算=滿足規(guī)要。s圍實(shí)鋼：置平→及養(yǎng)、→和身施。鋼鉆樁施工完成后，在最外側(cè)鋼護(hù)筒上第道內(nèi)支撐處焊接牛腿，安裝第一內(nèi)支撐作為鋼板樁插打?qū)?；依插打鋼板樁；鋼樁插打完成后，拆除承臺(tái)范圍外鉆孔臺(tái)，吸泥、抽水至第二道支撐-0.5m位置處，在其位置處安裝第二道內(nèi)支撐；繼吸泥、抽水至倒數(shù)第二道支-0.5m置處，在其位置處安裝倒數(shù)第二內(nèi)支撐；向堰內(nèi)注水至圍堰外水位，水下吸泥、淤至封底混凝土設(shè)計(jì)底，設(shè)封底平臺(tái)、封導(dǎo)，水下封；封養(yǎng)計(jì)強(qiáng)度后抽水至-0.5m位置處在其位置處裝最后道內(nèi)支撐；(7)繼續(xù)吸水、硬化基底（8）下承板拆除后拆除第內(nèi)支，向鋼樁承臺(tái)內(nèi)30cmC300#11.2.合龍根據(jù)何尺寸安裝囹囹之間空隙字塞整體受力超長(zhǎng)過容易導(dǎo)致底曲變對(duì)其補(bǔ)強(qiáng)首將底割角凹凸個(gè)面焊寬角其般選是熱軋材具有強(qiáng)不易變要利完封口根求根倒之預(yù)間距連鎖之距盡量持平且好等于最根寬圖預(yù)留間距與根寬相較大將順封“”封裝決當(dāng)預(yù)留間距與最