津浦线淮河铁路特大桥钢围堪施工中若干问题的处理办法.doc

津浦线淮河铁路特大桥钢围堪施工中若干问题的处理办法 2005-03-11 ?? ?? 科技部转载 ?? 点击: 231 . 摘要 : 通过津浦线淮河铁路特大桥深水基础施工 , 对两个深水基础钢围堰下沉、封底过程中存在的问题进行分析 , 采用开挖环形槽、水下控制爆破和高压旋喷桩止水帷幕等技术 , 成功地解决围堰着床处河床面不平整、岩石风化、河床内障碍物以及淤泥质砂土地层中封底困难等难题。 关键词 : 铁路桥 ; 深水基础 ; 钢围堰; 处理 1 工程概况 淮河铁路特大桥位于津浦线 K831线路所至蚌埠站增建第二线上,在既有线老桥下游,两桥主桥中心距25m, 全长2078.1lm, 桥跨结构为2×24m+22×32m+2x24m+12×32m后张梁 +8×62.8m 下承式钢桁粱＋3×32m+lO×24m 的后张梁。其中 41、42 号墩为钢梁支墩 , 钻孔桩基础 , 设计采用双壁钢围堰 ,41号墩位于淮河主河槽中心偏北,为一级阶地, 河床覆盖层为淤泥质砂粘土与细砂、中砂互层状,下伏基岩为极严重风化花岗片麻岩。42 号墩位于淮河主河槽中心 , 河床面高程2.55～4.05m, 河床面为极严重风化花岗片麻岩,裂隙发育,基本无覆盖层。施工常水位14.5m，41、42 号墩布置（见图 1） 。 ? 2 工程特点 ? (1) 在上游既有淮河铁路桥施工时,水下作业造成大面积混凝土堆积在41号墩位处的河床上,并且在上游侧,河床内有大量的旧木桩基础及许多抛填片石,这是影响钢围堰顺利下沉的难点之一。 (2)42 号墩河床表面基本无覆盖层,是强风化花岗片麻岩,且河床面呈一斜坡,如何解决双壁钢围堰着床、定位问题关系到基础施工的成败。 3 问题和解决办法 根据41、42号墩所处地质条件的差异和工期的要求, 两墩施工采用不同的施工方法:41号墩采取先搭设钻孔平台施工桩基,后下双壁钢围堰施工承台及墩身;42号墩采取先下双壁钢围堰, 利用钢围堰搭设钻孔平台完成桩基、承台及墩身的施工。 41、42 号墩基础双壁钢围堰的设计为圆形结构。围堰设计内径14m 、外径16m 、壁厚1.0 m, 围堰全高15.8m 。利用两艘300t铁驳船通过两组贝雷桁架连接成整体,船上拼装龙门吊。在浮船上进行钢围堪的组拼、吊装围堰下水就位。 3.1 41号墩钢围堰下沉 (1) 清理河床 41号墩河床中心高程为7.3m 左右 , 河床面内有大量的旧木桩基础及抛填片石,先采用挖泥船对河床面进行清理 , 清理后河床高程为6m, 使围堰落床范围内的河床面基本在一个平面内 , 刃脚能同时着床 , 避免河床面的倾斜引起围堰着床下沉时偏移。 (2) 障碍清理 在施工过程中, 当围堰下沉离设计位置 lm 时 , 钢围堰开始向下游倾斜,并且倾斜趋势十分明显,现场立即采取了偏重受压和单侧吸泥技术措施,但效果较差。 当下沉离设计位置0.6m时,围堰已严重倾斜且不能继续下沉,经水下勘察 , 发现刃脚处靠近老桥一侧有许多旧木桩基础和石块,阻碍围堰下沉。经过仔细研究分析,最后确定采用小范围水下控制爆破,清除障碍后使围堰下沉到设计位置。 3.2 41号墩钢围堰封底 41号墩址河床埋深较厚,当钢围堰下沉至设计高程后,刃脚底所在的平面仍为强风化花岗岩, 透水性很强,水压非常大,因此必须采取整体封底的方法,如图 2 所示。 在41号墩钢围堰现场施工中,整体混凝土封底完成后,待封底混凝土强度达到要求, 开始抽水,结果渗水非常大,并且上游一侧刃脚底周围大面积翻砂,无法施工。针对上述情况立即进行水下勘察,发现当钢围堰下沉至设计高程后,刃脚底所在的词床平面上游一侧为砂粘土,下游一侧为强风化花岗岩,基岩面成一个斜坡 , 上游一侧围堰刃脚底砂粘土含砂率较高、透水性强、水压大。根据以上情况分析原因 , 认为是靠上游钢 围堰与封底混凝土结合处由于夹杂了泥沙, 出现漏水。 最后决定执行预备方案 , 用高压旋喷桩对围堰外侧周边止水,从而达到加强封底的作用。 高压旋喷技术是一项传统的施工工艺 , 主要用于加固地基, 提高地基承载力、改变土的变形性质,也可形成闭合的帷幕,用于阻截地下水流或防止洪水对桥涵、路堤基础的冲刷,以及基坑防渗、稳定边坡等。 (1) 高压旋喷桩设计 根据41号墩河床的地质情况及施工设备特点 , 设计围绕钢围堪外壁布置高压旋喷桩共 128 根 , 旋喷桩桩 长约 7~8m( 以桩端进入强风化岩为终孔标志 ); 旋喷 桩间距为 0.4m, 桩中心距钢围堪外壁 lO cm, 旋喷桩每 米用 32.5 级普通硅酸盐水泥 15O kg 。高压旋喷桩钻进 时泵压为 1~3MPa, 提升喷浆时 , 泵压为 20 MPa, 旋喷 桩机提升喷浆时的速度 ( 旋转 15 转 /min, 每分钟提升 15 cm);1