沮漳河特大桥99#水中墩钢板桩围堰施工沮漳河特大桥99#水中墩钢板桩围堰施工.doc

沮漳河特大桥99＃水中墩钢板桩围堰施工 关键技术研究与实践 葛洲坝集团第五工程有限公司 王章忠 汪少雄 陈三华 【摘 要】：该围堰内承台深埋，跨枯水期和初汛施工，设计抽水水头14m，堰内开挖深达9.4m，与6层围囹安装干扰极大。如何顺利完成钢板桩插打合拢、如何结合围囹安装进行超深覆盖层的快速开挖，如何结合承台、墩身施工分层拆除围囹以及利用墩身作为围堰的水上拆除平台是项目成败的关键因素。 【关键词】：方案比选 钢板桩围堰 超深覆盖层开挖 墩顶拔桩 1 工程概况 沮漳河特大桥地处江汉平原西缘，全长6034.15m，是汉宜高速铁路线上长度最大的桥梁之一，99#、100#墩是（48m+80m+48m）连续梁中跨主墩，分别采用数百米钢栈桥与两岸相连。桥位河段为平原性河流，Ⅵ航道。受下游长江顶托及上游支流山洪的影响，枯水期水深变化3~8m，主汛初期水深可达12m以上，施工较困难。 99#墩在???河槽东侧，采用12Ф1.5m群桩基础、14.60m×10.60m×3.5m的承台及20.5m高圆端形实体墩。承台底部+26.099m，在冬季最大枯水位37.32m以下11.22m，墩身淹没7.7m。沿线均为第四系冲洪积地层覆盖，底部为第四系上～中更新统冲积土（Q2～3）。墩位河床+28.78m，其上至34.5 m高程，为前期桩基筑岛平台的粉质粘土回填层，承台深埋达8.4m。 图-1 99#水中墩工程地质柱状图 由于工期及基础施工进度的原因，99#墩的承台墩身将不得不在主汛初期（实际是在4~6月，墩位最大河床水深约12m）高水位时施工。墩身施工能否安全抢出洪水位以上，直接关系到本桥总工期目标的实现。 2 水中墩施工方案比选 99#墩承台深埋，施工期间水深变化大，工期紧迫。工程前期研究了明渠导流、无底钢套箱围堰、沉井、单层钢板桩围堰等常规的水中墩施工工艺，经反复比选后认为：明渠开挖、恢复量太大，且两岸钢栈桥各单跨跨度仅9~12m，无法保证过流，加上93~98#各墩承台浅埋，抗冲防护量大；无底钢套箱一般也适宜水深10m以下砂卵石及砂层河床，符合本墩地质情况，工艺成熟，但施工内容多，周期太长，且钢围堰在墩身浇筑完后需进行水下切割，成本高；沉井方案工期长、成本高；采用钢板桩围堰具有插打快、成本低、工艺相对简单等诸多优势，但缺点是入土较深、需要做好水下堵漏、须在汛期拔出，若租用浮吊，受航道和水位影响太大，需要认真研究拔出方案。 经过多次方案讨论，决定采用单层超长钢板桩围堰施工工艺，先桩后围堰方案施工，即抢抓冬期低水位筑岛至34.5m，宝峨BG25旋挖钻机成桩，再施打钢板桩围堰，在围堰保护下分2层完成承台及首节10m墩身施工，6月份搭设墩顶钢平台，吊车上墩顶拔出钢板桩。总工期3个月。 3 99＃水中墩钢板桩围堰设计施工 3.1 设计概述 通过综合相关水文资料和实地调查，拟定 6月中旬最高施工水位+38.80m，洪水水头13.9m。该围堰水头高、入土深，选用SKAP-Ⅳ型拉森桩(日标)，截面刚度大，小锁口，止水能力强。设计桩长21m。（实际施工中，底部卵石土地层浅于地勘报告，核算后减小了嵌固深度，采用18m桩长，桩底高程+21.6m） 采用16.8×13.6m矩形围堰，因上游侧距钢栈桥仅1.5m，扣除振动锤作业空间后板桩距承台边沿0.7m，其余三边各留1.5m的作业空间。共设6层围囹，底层位于承台内，顶层距围堰顶1.6m，层间间距2m。第一～三层围囹为角隅支撑型，第四～六层为格构式（井字形）。围囹分别采用HN588×300 、HN700×300型钢，斜撑和内撑采用Ф426～Ф800螺旋焊接钢管。 图2： 钢板桩围堰立面结构示意图。 图3 钢板桩围堰平面结构示意图 3.2 围堰计算概述 （1）、板桩嵌固点计算： =1.93m（见港口工程桩基规范附录C）嵌固深度： （）取= 4.5m （2）主动土压力及静水压力计算，考虑水位为+38.80m，土层顶标高+34.50m，土层参数取加权平均后（水位以下）： =409kpa （3）、被动土压力计算考虑围堰内水位为+25.10m，土层顶标高+25.10m，土层参数取加权平均后（水位以下）： =294kpa （4）工况设定 工况一：抽水至+37.00m标高位置，第二层围囹未安装； 工况二：抽水至+34.00m标高位置，第三层围囹未安装； 工况三：吸泥至+31.50m标高位置，第四层围囹未安装； 工况四：吸泥至+29.00m标高位置，第五层围囹未安装； 工况五：吸泥至+27.00m标高位置，第六层围囹未安装； 工况六：吸泥至+25.10m标高位置，所有围囹安装完成； （5）、钢板桩、内支撑设计及受力验算： a、边界条件：钢板桩在嵌固点固接，围囹支撑处铰接。计算考虑1m长度的钢板桩。依照《公路桥