沮漳河特大桥#水中墩钢板桩围堰施工.docVIP

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 【】【】承台 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：采用钢板桩围堰具有、成本低、工艺简单等诸多优势。宝峨BG25+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《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，临时工程Q235-B钢材的容许应力：弯应力、综合应力剪应力。计算结果如下： 工况 支座反力 (kN) 最大位移 (mm) 钢板桩应力 (MPa) 1 36kN 11 52 2 98kN 4 36 3 184kN 4 48 4 360kN 9 100 5 563kN 8 118 6 761kN 9 152 b、示例一：第四、五层围囹结构验算 用ANSYS软件建立计算模型，分析后发现，在工况五时，围囹从上至下的第四、五层结构应力最大，围囹的最大荷载为563kN/m。 图-4 第四、五层结构计算模型及应力计算结果 c、示例二：第五层围囹φ630x8支撑稳定性验算 最大轴应力150MPa，最大弯应力3MPa。最大轴力N=2349kN 计算长度 lo=μl=4m，，属于b类截面；查表得: φ=0.973，=158MPa≤[δ]=188MPa,稳定性满足设计要求。 γx——截面塑性发展系数，取1.0 ； N’EX——欧拉临界力 βmx——等效弯矩系数，取1.0 d、抗浮及围堰坑底涌砂等检算略。 3.3 总体施工流程 因内撑多达6层，围囹安拆、堰内开挖和墩台分层的交错施工，是本围堰工况设计的首要问题。总体施工流程（钻孔桩、围堰、承台、墩柱）如下： 施工准备→水中筑岛→桩位放样→旋挖钻就位→钢护筒埋设→钻孔完成→下钢筋笼→灌筑→围堰施工准备→测量定位→导向框施工（钢板桩内支撑1）→打钢板桩→钢板桩内支撑2→水下开挖→浇筑水下封底混凝土→逐层抽水、焊接第三~六层内撑→清基堵漏→破桩桩检→浇筑第一层承台砼2m→第一次回填（中粗砂），拆除第六层内撑→浇筑第二层承台砼1.5m→第二次回填，拆除第五层内撑，安装连续梁临时墩→浇筑第一段10m墩身砼→第三次回填，拆除第四层内撑→浇筑第二段10.5m墩身砼→焊接临时墩附墙支撑→浇筑临时墩砼（按水下砼工艺）→逐层充水、拆除第一~三层内撑→拔桩、撤场。 3.4 单层超深钢板桩打入施工要点 采Ф630×8mm定位桩，第一层围定位均分 图5 钢板桩插打及合拢总体施工流程示意图 逐片起吊各片钢板桩，人工扶持插入前一片钢板桩