湘潭特大橋294-295墩钢板桩围堰施工.docVIP

一、工程概况 湘江特大桥北起湘潭市岳塘区易家湾镇张家湾村，西至湘潭市雨湖区护潭乡湘潭既有车站，桥址位于湘潭市城区，人口稠密，人为活动频繁，交通便利。 湘潭特大桥桥址于XDK45+243.07～XDK46+074.80（294#～305#墩）处跨越湘江，上游有湘黔既有线铁路桥为（42+10×75+42）m连续梁。为保证本区段湘江的通航能力，本桥采用（42+10×75+42）m连续梁，与既有铁路的连续梁墩进行对孔布置。主墩采用二级承台，294#墩下层矩形承台结构尺寸为15.4m(长)×11.8m(宽)×3.5m(高)，上层圆端形承台结构尺寸为12.0m(长)×6.5m(宽)×1.5m(高)，295#墩下层矩形承台结构尺寸为19.1m(长)×12.4m(宽)×3.5m(高)，上层圆端形承台结构尺寸为12.0m(长)×6.5m(宽)×1.5m(高)。 二、地质情况 1、294＃主墩承台底标高36.096m，填土标高42.4m，地质情况如下： （1）人工填土：由素填土及杂填土构成，层厚6m。 （2）填筑土：紫红色，比较松散，局部有杂石，其中7.4m为填石，杂色。 （3）粉质粘土：深灰色-灰色-浅灰色，土质比较均匀。其中16.9-17.6为褐黄色-青灰色。 （4）细圆砾土：灰色，密实，饱和，其中直径为20-40mm占70℅左右，直径为2-20mm占25℅左右，粗砂占5℅左右。 （5）强风化泥质砂岩：紫红色，岩芯层块状及碎石状。其中19.9-20.1m为全风化。 （6）弱风化泥质砂岩：紫红色-棕红色，岩芯呈短柱状及柱状，节长10-63cm，局部呈块状，节理比较发育，采取率比较高。同时岩芯含少量钙质和泥质构造，基本承载力σ0=450KPa。。 2、295＃主墩承台底标高20.096m，填土标高28.5m，地质情况如下： （1）人工填土：由素填土及杂填土构成，层厚4m。 （2）粗圆砾土：灰色-褐黄色，密实，其中直径为20-40mm占65℅左右，直径为2-20mm占25℅左右，粗砂占10℅左右，其磨圆度为棱形和浑圆形。 （3）强风化泥质砂岩：紫红色，强风化，岩芯呈块状及碎石状。 （4）弱风化泥质砂岩:紫红色-棕红色，岩芯呈短柱状及柱状，节长10-100cm不等，局部呈块状，节理比较发育，泥质构造，砂质构造，基本承载力σ0=450KPa。。 三、承台钢板桩围堰结构设计 根据承台的结构尺寸及地质情况，采用钢板桩围堰进行主墩承台施工。 294#墩钢板桩围堰尺寸为18.4m×14.8m，钢板桩采用拉森Ⅳ型，钢板桩采用9m长。围堰内设两层围囹，第一层围囹采用三拼3I50b，内支撑采用φ38cm×8mm钢管；第二层围囹采用三拼2I63a，内支撑采用φ60cm×10mm钢管。295#墩钢板桩围堰尺寸为23.3m×15.4m，钢板桩采用拉森Ⅳ型，钢板桩采用9m长。围堰内设两层围囹，第一层围囹采用三拼3I50b，内支撑采用φ38cm×8mm钢管；第二层围囹采用三拼3I63a，内支撑采用φ60cm×10mm钢管。其布置图见附件。 四、承台钢板桩施工及计算步骤 295#围堰内设两层内支撑，第一层设在标高26.5处，第二层设在标高24.0m处。承台分两次浇筑，第一次浇筑3.5m，第二次浇筑1.5m。在施工完第一层结构混凝土之后，第二层内支撑会对承台施工有妨碍，需拆除。拆除前基坑内回填部分土。 具体施工步骤如下： 插打钢板桩； 2、开挖基坑至第一层内支撑位置后切割桩基钢护筒； 3、安装第一层内支撑。 4、继续开挖基坑至第二层内支撑位置后切割桩基钢护筒； 5、安装第二层内支撑； 6、继续开挖基坑至基底后凿除桩头； 7、浇筑C20混凝土垫层，施工第一级承台； 8、待第一级承台施工完毕后基坑内回填部分土，拆除第二道内支撑，进行第二级承台施工。 钢板桩主要承受水压力及土压力（外侧为主动土压力，内侧为被动土压力），在透水层中采用水土分算，非透水层中采用水土合算。 五、钢板桩受力计算 根据主墩处地质钻孔情况，从偏安全的角度考虑，主墩处选择地质条件最差的土层粗圆砾土作为计算依据。 主动土压力公式为： 被动土压力公式为： 式中：h为土层的厚度，γ为土层容重，当采用水土分算时，γ采用浮容重，C为土层凝聚力，ψ为土层摩擦角。 粗圆砾土的计算参数：h=8.5m，γ=20KN，当采用水土分算时，土体应采用浮容重γ土=20-9.8=10.2KN，C=0，φ=35°。 1、水中钢板桩的受力计算 295#墩处简化后的粗圆砾土层8.5m，水位标高为28.5m。 钢板桩受到的水压力为：P水＝γ水*h＝9.8*8.5=83.30 Kpa 钢板桩基底部位土体的主动土压力，土体容重按浮容重计算： P土＝tan2（45°-35°/2）×γ土`×h＝23.49Kpa 2、钢板桩受力验算 钢板桩