黃河特大橋承臺(tái)鋼板樁圍堰施工方案

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1、京滬高速鐵路二標(biāo)十工區(qū)濟(jì)南黃河特大橋主橋深水基礎(chǔ)—鋼板樁圍堰施工技術(shù)2008年1月1中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)一、工程概況1、概況黃河特大橋主橋墩基礎(chǔ)墩號(hào)為0～5號(hào)，其中3號(hào)墩為固定墩。0、5號(hào)墩采用21根φ2.0m鉆孔灌注樁，0號(hào)墩樁長(zhǎng)90m，5號(hào)墩樁長(zhǎng)70m。1、2、3、4號(hào)墩采用28根φ2.5鉆孔灌注樁，1、4號(hào)墩樁長(zhǎng)90m，2號(hào)墩樁長(zhǎng)102m，3號(hào)墩樁長(zhǎng)98m。0、5號(hào)墩承臺(tái)厚度4.5m，平面尺寸34.6×13.8m，0號(hào)承臺(tái)頂面標(biāo)高33.0m、5號(hào)承臺(tái)頂面標(biāo)高30.0m；1、2、3、4號(hào)墩承臺(tái)厚度6.0m，平面尺寸42.5×23.3m，承臺(tái)頂面標(biāo)高27.0m。

2、2008年1月2中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)2、地形、地貌與不良地質(zhì)（1）橋渡地形正橋橋址處河道屬濟(jì)南段黃河窄河道區(qū)，寬約900m，河床平均高程高出兩岸大堤背水面3.0m。（2）水文條件黃河河流平均流速2.07m/s，設(shè)計(jì)施工洪水位+30.5m。黃河枯水期僅主河槽有水，水深約4-6m，水面標(biāo)高+27m，水面寬約300m。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m。2008年1月3中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)（3）工程地質(zhì)橋位工程地質(zhì)地層以第四系河流相粉質(zhì)土為主，其間多夾粉、細(xì)、中沙及粉土、薄層粘土或透鏡體。其中覆蓋層40m以下姜石含量較高，姜石層分布較多

3、。設(shè)計(jì)圖紙反映橋址范圍第一層土主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土及稍密的粉土組成，厚度9.6m～22.5m；第二層為硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土及中密的粉土及中密的砂層組成，厚度2.7m～11.8m；第三層為硬塑狀的粉質(zhì)粘土組成，厚度鉆孔未揭露。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m，枯水期河床沖刷層范圍沉積層主要以粉砂土為主。2008年1月4中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)二、鋼板樁方案的確定1、根據(jù)1、2號(hào)墩位處地質(zhì)條件和承臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高，采用鋼板樁圍堰較合適，圍堰防水性能好，整體剛度較強(qiáng)。2、鋼板樁圍堰由單層鋼板樁和兩層由型鋼組成的內(nèi)撐梁組成；圍堰平面為矩形，其內(nèi)口尺寸為50×3

4、6米，鋼板樁單根長(zhǎng)22米，被打入后，其底端標(biāo)高為+9米，頂面標(biāo)高為+31m；采用德國(guó)拉森Ⅳ型鋼板樁，套型鎖口，鎖口內(nèi)涂上潤(rùn)滑黃油，兩樁鎖口聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)角10°～15°，摩阻力小，防滲性較好，四個(gè)轉(zhuǎn)角位置采用焊接的T形鋼板樁；2008年1月5中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)3、鋼板樁的施打采用平臺(tái)吊機(jī)，配合震動(dòng)打樁船進(jìn)行打入，承臺(tái)施工完成后拔除；內(nèi)撐梁分別安放在設(shè)計(jì)標(biāo)高位置處，焊接在鋼板樁的牛腿上，內(nèi)撐梁外緣兩端與鋼板樁相撐住，以加大圍堰抵抗土側(cè)壓力及水壓力的能力。2008年1月6中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)4、鋼板樁施工完成后，進(jìn)行圍堰內(nèi)水下混凝土封底施工。封底混凝土強(qiáng)度滿足

5、要求后，開始在圍堰內(nèi)邊抽水邊設(shè)置內(nèi)支撐。第一道內(nèi)支撐安裝前，將圍堰內(nèi)水抽至第一道內(nèi)支撐設(shè)計(jì)位置以下50cm，然后快速安裝好內(nèi)支撐；第一道內(nèi)支撐安裝完成后繼續(xù)抽水至第二道內(nèi)支撐設(shè)計(jì)位置以下50cm，快速安裝好內(nèi)支撐；繼續(xù)抽水至圍堰底，進(jìn)行承臺(tái)施工。2008年1月7中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)5、承臺(tái)混凝土分兩次澆筑，每次為3m厚。當(dāng)?shù)谝淮位炷翝仓瓿珊?，需要拆除底層?nèi)支撐。為此，在承臺(tái)第一次混凝土澆筑完成，強(qiáng)度滿足要求后拆除側(cè)模板，將圍堰底部以上3m范圍雜物清理徹底。然后在圍堰底部以上3m承臺(tái)和鋼板樁圍堰間全部回填沙土，采用注水措施保證所填沙土的密實(shí)。拆除下層內(nèi)支撐，將支

6、撐力分配到所填沙土和上層內(nèi)支撐上。繼續(xù)施工完承臺(tái)后拆除鋼板樁圍堰內(nèi)支撐，拔除鋼板樁2008年1月8中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)三、鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)計(jì)算2008年1月9中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)1、設(shè)計(jì)參數(shù)（1）主河道內(nèi)主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土，土體力學(xué)性能如下：土體容重：r=18.5KN/m3土體內(nèi)摩擦角：φ=20°土體總應(yīng)力粘結(jié)力Cu=12.16kPa（2）鋼板樁力學(xué)性能：鋼板樁采用IV型拉森樁，重量75kg/m，每1米寬截面模量W=2037cm3,允許應(yīng)力為[σ]=210Mpa。（3）型鋼力學(xué)性能[σ]=145Mpa，=85Mpa。2008年1月10中鐵一局橋

7、梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)2、圍堰基底設(shè)計(jì)驗(yàn)算⑴抗基底翻起計(jì)算基底土體穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生翻起。⑵基底土體管涌（穩(wěn)定性檢算）鋼板樁不發(fā)生管涌的最大入土深度：2008年1月11中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)單根鋼板樁長(zhǎng)22米，圍堰鋼板樁實(shí)際入土深度為13米?？紤]8m沖刷深度的影響，鋼板樁入土深度僅為5m。因此，在沒有沖刷的季節(jié)施工鋼板樁圍堰時(shí)，在內(nèi)支撐合理的情況下可以直接抽干圍堰內(nèi)的水而不發(fā)生基底翻起或土體管涌，基底穩(wěn)定。在有河床沖刷季節(jié)，考慮8m沖刷深度的影響，要對(duì)圍堰底進(jìn)行水下混凝土封底施工。