新梅江大橋主墩鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)和施工

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1、新梅江大橋主墩鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)和施工　　摘要：鋼板樁圍堰作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有防水性能好，整體剛度較強(qiáng)的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)工程施工中應(yīng)用較多。通過(guò)對(duì)新梅江大橋主墩承臺(tái)基礎(chǔ)施工圍堰支護(hù)系統(tǒng)比選，整體穩(wěn)定性、抗傾覆及滲透穩(wěn)定等設(shè)計(jì)，制訂了合理和安全的施工方案，從而縮短圍堰施工時(shí)間和節(jié)約造價(jià)，保證了工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞：鋼板樁圍堰；支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；施工中圖分類(lèi)號(hào)：U443.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2014）07-0115-030引言鋼板樁圍堰作為基礎(chǔ)工程施工常用的一種方案。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際條件，實(shí)施多系統(tǒng)比選，整體穩(wěn)定性及滲透穩(wěn)定等各項(xiàng)安全評(píng)價(jià)，制訂了合理和安全的施工方案，能夠縮短圍堰

2、施工時(shí)間和造價(jià)。1工程概況6新梅江大橋是連接畬南大道與206國(guó)道的一座跨梅江的橋梁，全長(zhǎng)558m。其中主橋?yàn)?8+72+48=168mV形連續(xù)剛構(gòu)，11號(hào)墩、12號(hào)墩位于深水區(qū)，下部墩臺(tái)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m，每個(gè)墩臺(tái)有6根樁基。承臺(tái)尺寸為12m×7m×3m，半橢圓形結(jié)構(gòu)，承臺(tái)下設(shè)50cm厚C20封底砼，樁頂埋入承臺(tái)20cm深，承臺(tái)頂標(biāo)高為89.2m，承臺(tái)底標(biāo)高為86.2m。河床底標(biāo)高在80.092m至81.84m之間。水庫(kù)常水位為89.244m，且水位穩(wěn)定，水流緩慢。根據(jù)地質(zhì)情況，河床表層為5m厚的中粗砂層，其下為全風(fēng)化巖層和強(qiáng)風(fēng)巖層等。極限承載力[σ]=250kPa，

3、為了簡(jiǎn)化計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)可按不透水層考慮。2方案擬選由于施工段水深只有6m左右，水流速度緩慢，且礫石層較厚，同時(shí)，在施工期間仍需滿足船舶的通航要求，通過(guò)比選吹填土圍堰和鋼板樁圍堰的特點(diǎn)后，經(jīng)施工單位、建設(shè)單位與監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位共同研究，一致同意采用鋼板樁筑島圍堰作為橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中的擋土和擋水結(jié)構(gòu)，然后在圍堰內(nèi)吹填中粗砂筑島構(gòu)筑成工作平臺(tái)，按照陸上樁基的施工準(zhǔn)備進(jìn)行樁基施工。因?yàn)殇摪鍢秶呔哂袖摪逶牧匣厥章矢?、損耗小，結(jié)構(gòu)防水性能好，整體剛度大，施工工藝簡(jiǎn)單且施工進(jìn)度快，對(duì)有船舶通航要求的影響小，而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，鋼板樁圍堰廣泛地應(yīng)用于橋梁水中基礎(chǔ)的施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)[1]。本

4、工程結(jié)合河床地質(zhì)情況及施工條件，擬采用拉森Ⅳ型鋼板樁，長(zhǎng)度為12m，寬度為40cm，厚度為15.5cm，斷面模量為749cm3/m，容許抗彎強(qiáng)度為[σ]=180MPa。3鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)63.1鋼板樁長(zhǎng)的確定鋼板樁長(zhǎng)的確定主要是考慮在樁打設(shè)完成后，當(dāng)坑底內(nèi)抽水時(shí)不會(huì)出現(xiàn)流砂的危險(xiǎn)，所以，樁長(zhǎng)的確定采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行安全驗(yàn)算，計(jì)算模式如圖1所示，要求板樁有足夠的入土深度以（增大抗傾覆的能力）增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力[2]。最大水頭差（h3）是基坑內(nèi)抽完水和輪船通航涌浪，其最短滲流途徑為涌浪高h(yuǎn)0、正常水深h1、回填厚h2三者之和，要求動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重γs，則不產(chǎn)生流砂的安全條

5、件為：因此，方案比選中擬采用鋼板樁的長(zhǎng)度為12m能滿足不涌沙要求。3.2鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)形式3.2.1平面形式鋼板樁圍堰平面設(shè)計(jì)上需滿足模板安裝和各項(xiàng)施工工作為原則，同時(shí)還要滿足井內(nèi)排水設(shè)備安裝的各項(xiàng)要求。按照承臺(tái)及基礎(chǔ)的輪廓尺寸，四周各增加1.5m的操作工作面，所以鋼板樁圍護(hù)的平面內(nèi)尺寸為30m×10m。3.2.2立面形式鋼板樁立面設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮水位高度、沖刷深度以及基底穩(wěn)定（拱起、涌水、翻砂）等因素的影響。按可能發(fā)生的施工階段最高水位、抽水最高水位、洪峰最高水位等計(jì)算[3]。6由于工程所處河段的水流緩慢而且水深小于10m，所以鋼板樁內(nèi)撐設(shè)在水面位置處，鋼板樁的四周用10#槽鋼設(shè)置

6、一道聯(lián)系梁，采用焊接方式與鋼板樁連接，并設(shè)內(nèi)撐梁作加強(qiáng)。11#、12#主墩鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。3.2.3鋼板樁圍堰受力驗(yàn)算抗傾覆驗(yàn)算時(shí)，鋼板樁下端按鉸接于承臺(tái)底，鋼板樁按b=1m計(jì)算，γw取10kN/m3，γs取20.6kN/m3。鋼板樁穩(wěn)定性分析圖如圖3所示。按最不利條件，由圖3對(duì)鋼板樁迎水面進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性分析：綜上所述，采用12m拉森鋼板樁作為主墩承臺(tái)施工操作平臺(tái)，圍堰整體變形很小，能維持穩(wěn)定，保證安全要求，滿足施工的基本要求。4鋼板樁圍堰施工工藝施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→打鋼板樁→鋼板樁內(nèi)支撐→吹填砂→表面封層→樁基施工→排水→堵漏→清底→封底→承臺(tái)鋼筋綁扎→承臺(tái)模板安

7、裝→承臺(tái)混凝土澆筑→灌水→拆除內(nèi)支撐→鋼板樁圍堰拆除。4.1圍堰鋼板樁打設(shè)本方案所選用的鋼板樁為拉森Ⅳ鋼板樁型，打設(shè)時(shí)利用汽車(chē)吊配合振動(dòng)錘。機(jī)械、材料及場(chǎng)地準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容：事先組織用于鋼板樁起吊和錘打的機(jī)具設(shè)備等進(jìn)場(chǎng)；鋼板樁應(yīng)符合現(xiàn)行施工規(guī)范，強(qiáng)度等指標(biāo)應(yīng)能得到保證，在鋼板樁材料進(jìn)場(chǎng)后，仔細(xì)進(jìn)行外觀和尺寸檢查，謹(jǐn)防鋼板樁變形，如果鋼板樁存在薄弱面，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或棄用；利用旁邊13號(hào)墩側(cè)的圍堰平臺(tái)區(qū)堆放鋼板樁，施工過(guò)程中，避免集中堆放。6鋼板樁圍堰施工注意事項(xiàng)：鋼板樁打