宁杭客专丁蜀特大桥跨蠡河深水围堰施工技术

徐长军

摘要：宁杭客专丁蜀特大桥跨蠡河连续梁4个墩全部处于蠡河河道中， 90#墩承台 处于河川底部6.0m左右，采用深水围堰施工技术，保证施工质量和工期。

关键词：蠡河 深水围堰 施工技术

Abstract: There has four piers of continuous beam of Lihe River grand bridge in the Nanjing-Hangzhou passenger line are all in the river channel, with 90 # pier pile cap located in about 6.0m of the river bottom. The application of deep-water cofferdam construction technology is to ensure the construction quality and period.

Key words: Li River; deep-water cofferdam; construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、工程概况

宁杭客专丁蜀特大桥位于江苏省宜兴市丁蜀镇境内。桥址处地势平坦，河网密集，桥址范围内以水田、城镇、河流为主，本桥中心里程DK136+753.608，全长10608.27m，桥梁沿途交通方便。90#墩桩长61.5m，桩径为2.0m的桩12根，承台高4.0m，加台高1.5m，墩高10.0m。

丁蜀特大桥与蠡河相交于DK134+485的位置，采用（70+125+70）m连续梁的形式跨越蠡河，采用灌篮法施工。丁蜀特大桥与蠡河交角为32度。蠡河通航水位4.584m，通航净空45m×5m。本桥桩基基础岩性分布有素填土、粉质粘土、淤泥粉质粘土、细角砾土、卵石土、砂砾岩、泥质粉砂岩、白云质灰岩等，部分地段岩溶发育，f地基承载力在60kpa~400kpa之间。震动峰值加速度(地震基本烈度)为0.05g。

二、施工原则

丁蜀特大桥跨蠡河连续梁4个墩全部处于蠡河河道中，因90#墩承台 处于河川底部6.0m左右，考虑到承台的施工，计划采用钢围堰方式进行施工。

90#墩先采用在船上用振动锤进行拉森桩钢围堰施工，施工完毕后进行回填土，为钻机施工提供作业平台。桩基施工完毕后进行一边开挖一边支撑的方式进行承台开挖。

三、施工方法：

1、综述

蠡河为Ⅴ级航道，通行船只较多，根据地形观察，主桥90#墩采用钢围堰加的方式进行施工。

2、钢板桩具体要求如下：

① 钢板桩作业方法：

用打桩船将钢板桩按图纸尺寸进行施打，根据设计图要求桩顶面超过最高水位50cm，因常水位1.17m,承台底标高-7.334m,所以要求钢板桩（长18m，宽50cm，厚度不小于1.5cm），可以保证桩体在承台底以下9m左右。考虑承台实际尺寸及钻机作业平台的关系，准备桩体施打平面长度为25m,宽度为16m,然后在桩顶用40#工字钢在距钢板桩桩顶1.5m的地方，沿钢板桩四周进行井字撑进行支撑，竖向在3.5m、5.5m的地方分别设置一道井字撑，

桩基作业完毕，承台开挖采用高压水抢配合泥浆泵将其降到承台底往下40cm，用C25快硬砼将基底浇筑40cm厚，进行封闭地下水，也为承台钢筋施工提供作业平台，同时也保证钢围堰的底部的整体性。后在基坑底部到顶部中间用40#工字钢进行加强，同时在承台顶50cm处用40#工字钢做井字撑进行加固（井字撑数量和位置根据现场情况定），保证基坑作业的安全；同时基坑抽出的泥浆用船只及时将其运走。

②、钢板桩的选用：

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森V号钢板桩，拉森V号钢板桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度18m。

③、钢板桩设计方案 ：

Ⅰ、计算拉森桩入土深度：

假设河床以上水的受力为均布力，钢围淹周围水深取3m深，则作用在河床底水的均布力为：q=37.5kN/m2,基坑从河床底开挖深度约9m,根据图纸取γ=18 kN/m3,φ=30o。

ka—主动土压力系数

kp—被动土压力系数

eah—主动土压力

eaq—被动土压力

γ—土的重度

φ—土内摩擦脚

yq—上部衡载作用力到桩中心距离

(经查表得修正系数:k=1.8)

假设钢板桩不动,即: Σm=0,则按照简支梁计算,

公式:po=[1/2*h*eah*(2/3h-0.5)+(h-yq)*eaq*[(h-yq)/2+ yq-0.5)+pb*y*(h-0.5+y/3)]/(h-0.5+y)

经计算：得

po =113.92 kN

ΣQ=0

则:Ra=1/2h*eah+(h-yq)*eaq+1/2*y*pb-po

经计算：得

Ra =64.02 kN

桩最小入土深度:

X= h* po/(γ*(k*kp- ka)

=4.99m

桩总长为: t0=y+x=5.74m

t=1.2 t0=6.88m

L1=h+t=15.88 取16m

水面到土为2m

所以:L= L1+2=18m考虑受汛期影响取L=18m。

选择钢板桩截面

钢板桩所受最大弯距为Mmax，最大弯距即为简力为0处，假设简力为0处距桩顶为x，则：

Ra-1/2x2γka-（x-yq）qka=0

经计算：得 X=5.21m

Mmax= Ra*(x-0.5)-[1/2γx2 ka*x/3+(x- yq)2/2*q*ka]

经计算：得=47.3kN.m

查表得: V号拉森钢板桩截面积S=0.74cm2,截面距w=1600 cm3

f1=Mmax*S/w=21.88MPa

而V号拉森钢板桩f查表的[f]=200 MPa

f1<1/2[f],所以采用V号拉森钢板桩是安全.

3、钢板桩施工的顺序：

根据施工图及高程放设桩定位线→根据定位线控设沉桩导向槽→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→焊接围檩支撑→桩基础施工→挖土→承台施工→拔除钢板桩。

4、钢板桩打设：

钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。根据现场施工条件，采用单独打入法。此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。

⑴先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

⑵准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。

⑶单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

⑷在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

5、挖土：

⑴在施工完毕围檩支撑后，对乘余土体采用泥浆泵配合高压水枪松动的方式进行开挖。

⑵围檩制做安装：第一层围檩及支撑设置在板桩墙顶以下1米处，第二层围檩设在承台顶面以上1米处。根据设计位置在钢板桩内壁上焊围檩托架，然后吊装H型钢围檩并焊接加固，中间焊接井字撑。

⑶地面及坑内设排水措施。

⑷开挖过程中注意支护体系的变形观察。

⑸基坑内作业时，有专职安全员负责。

在基坑开挖过程中需要注意的问题：

钢板桩用打桩机打设，其垂直度及搭接就十分重要，当钢板桩未贴靠在围檩上部分，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围檩及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格施工。

其次是挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构必须能较快地产生整体刚度，有效地控制围护体系在受力后的变形。施工中切不可超挖和不及时施加支撑。

四、航道中的安全管理措施

该桥梁处的河道为v级航道，为了确保施工安全及航道通航,在老桥下口设置警示标志并挂上红灯,在河道上下游各300m处设置警告标志牌和限高、限速标志牌等。施工中派专人维护河道交通秩序。

对施工作业人员进行安全教育。严格按安全操作规程进行操作，工作平台在通航位置做好防物体坠落措施，设置可靠的安全网和竹片栅栏围护，以防物体坠落时影响通航安全。

在航道上设置符合要求的警示标志、标牌。夜间在通航口设置足够数量的警示灯，及早通知过往船只，确保过往船只的通过安全。对施工作业人员进行安全教育。严格按安全操作规程进行操作，水上施工人员必须穿救身衣，工作平台在通航位置做好防物体坠落措施。

五、结束语

根据蠡河4个承台在水中及现场的施形式，采用深水围堰施工技术，能够很好地保证施工质量、施工安全、施工工期，为工程的顺利进行提供了可靠地保障。