深水大承台钢板桩围堰施工方法.pdf

第 3 6卷 第 2 o期 3 2 0 2 0 1 0年 7月 山 西 建 筑 s hanxi archi tecture vo i 3 6 no 2 0 j u 1 2 0 1 0 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 1 0 ) 2 0 0 3 2 0 0 2 深 水 大 承 台 钢 板 桩 围 堰 施 工 方 法 刘 东 羽 摘要： 介绍 了佛 山市禅西大道石湾特大桥深水大承台施工采用钢板桩围堰方案， 通过方案比选、 结构设计和施工要点 陈述， 证明本方案为合理施工方法和技术措施。 关键词： 特大桥， 深水大承 台， 钢板桩 围堰 ， 施工方法 ， 技术措施 中图分类号 ： u 4 4 5 5 5 6 文献标识码 ： a 1 工 程概况 石湾特大桥是佛山市禅西大道工程中跨越东平水道的一座特 大桥， 目前正在进行主墩基础施工。主桥为( 9 0 5+1 5 0+9 0 5 ) m 矮塔斜拉桥， 斜拉索为双塔单索面布置。桥塔高 2 8 m， 与主梁 0号块的横梁固结。箱梁采用单箱三室加撑板悬臂的形式， c 6 0 混凝土， 三向预应力体系。箱梁顶板宽 3 3 5 m， 底板宽 1 6 5 m， 梁高 5 m3 5 m。主墩采用空心薄壁异形墩， 墩高为 1 6 0 m， 采 用 c 4 0混凝 土。主墩承台为正方 形 ， 尺寸为 1 7 5 m1 7 5 m 4 m， 采用 c 3 0混凝 土 ， 单 个承 台混凝 土方量 为 1 2 2 5 m 3 ， 承台下 设 1 6 根 0m钻孔桩 。 本项目位于珠江三角洲腹地， 属第四纪第一级海相冲淤积阶 地。场区第四系土层主要由软土及粉细砂组成， 基岩由下第三系 宝月组和下白垩统自鹤洞组泥岩、 粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组成。 2 深水大承台施工方法 2 1 问题 的提 出 本项 目承台施工具有以下几个特点： 1 ) 按航道部门要求， 承台 顶面埋人现状河床下， 开挖深度大( 最低常水位标高为 +0 7 3 n ， 承台顶标高为 一4 4 m， 加上封底厚度， 开挖深度达到1 1 0 m) ； 2 ) 汛期长且刚好跨汛期施工 ， 水位深且变化较大给施工带来了一定 难度； 3 ) 距离石湾水厂一级水源保护区的吸水 口仅 1 0 0多米， 环 保措施方面要求高； 4 ) 距离大堤护坡坡脚较近， 开挖时水利部门 要求高。如何解决承台施工的受力问题、 防备洪水袭击、 满足航 道水利环保等部门要求、 满足工期要求， 将是决定本桥承台施工 成败的关键 ， 也是我们选择 承台施工方案的出发点。 2 2 h _ z - 方案 的选择 根据现场施工条件和公司既有设备情况 ， 可以采用钢板桩围 堰、 填砂筑岛围堰和钢套箱围堰三种方案进行承台施工。经比 较， 填砂筑岛围堰方案会压缩航道， 并极易造成下游水厂水质破 坏， 同时河床起伏大使得填砂方量巨大也不经济。钢套箱围堰方 案所用钢材较多， 并且大部分不能回收， 下沉时设备及人员投入 多， 工序复杂， 且钢套箱施工的承台较易出现施工裂缝 ， 质量控制 上较难保证， 同时在防备洪水袭击方面也没有得力措施。为此， 本桥水中墩承台施工采用钢板桩围堰施工方案。 2 3 围堰 结构设计 与施 工流程 中间提升的高度为3 5 mm-7 0 m m。因故不能连续提升时， 每隔 m的施工。6 ) 该技术使用效果。翻模施工是我们在平时进行墩 1 h -1 5 h 将千斤顶提升3 5 mm-7 0 r n m， 减少混凝土与模板的 柱施工时常采用的施工方法， 但经过实际对比， 两种施工方法存 粘结。e 停滑。因施工需要及其他原因不能连续滑升时， 应该采 在明显的差异， 滑模在进度、 经济方面远优于翻模： a 滑模施工进 取停歇措施。混凝土应该灌到同一水平面上。模板每隔一段时 度远快于翻模。实践证明滑模平均 1 d能滑 1 5 m， 滑模进度是 间提升一个行程， 直至模板与混凝土不再粘结为止。再施工时， 翻模的3倍。b 滑模施工只需卷扬机， 上下人 、 材料， 混凝土等， 应对液压系统进行运转检查 ， 混凝土的接槎， 应按施工缝进行处 而翻模施工对于高墩来说， 需用塔吊配合电梯来吊模板， 上下人， 理。设计操作平台应考虑拆除方案， 尽可能分段整体拆除。d 拆 混凝土等， 另外塔吊需打底座， 配套机械费用比滑模增大很多。 除前的准备工作。在墩身施工时， 将拆除需要的预埋件埋设好。 c 滑模施工中模板和操作平台用液压千斤顶提升， 滑升过程中不 在墩身井架拆除前做好拆除顺序计划， 在采取安全措施的情况下 用再重复支模、 无须搭设脚手架， 可以节省大量时间， 同时省去了 依次有序进行拆除。e 平台拆除顺序。拆除液压油路系统； 拆除 脚手架的费用。 内模板与其支撑系统； 拆除操作平台外栏杆、 外钢圈； 拆除提升 综上所述， 滑模施工对于墩身高、 工期紧的施工条件而言， 无 架 ， 割断支撑杆； 在简支环梁处立一人字杆， 拆除拨杆及墩身井架 疑是一项值得推广的施工技术。 的上部； 在筒壁预埋的吊钩上挂一滑轮， 将人字杆拆下 ， 最后一个 参考文献： 人将滑轮从爬梯( 利用地盖梁模板的“ 工” 字钢支撑临时搭设爬 1 王一， 刘山洪 滑移模架系统在桥梁施工中的应用 j 】 山 梯) 上带下， 完成拆除工作。共 3 0 d 时间完成该薄壁空心墩共 4 6 西建筑， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 1 9 ) ： 3 1 4 3 1 6 s l i p mo d e l c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f t h i n - wa l l e d h o l l o w p i e r o n s i g o u br i d g e in xi n z h o u hu j u n - f e i ab s t r a c t ：ac c o r d i n g t o d e s i g n f e a t u r e s o f s i g o u br i d g e ，d u r a t i o n a n d d i f f i c u l t y d e g r e e o f c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ，i t d e t e r mi n e s t o a d o p t n e w g e o c h r o n o l o g y - u p g r a d i n g d e r r i c k h y d r a u l i c s l i d e mo d e l t o c o n s t r u c t o n no 2 p i e r a n d d i s c u s s e s s l i p mod e l c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o gy o f t h i n - wa l l e d h o ll o w p i e r ，i n o r d e r t o p r o mo t e t h e a p p l i c a t i o n o f s l i p mo d e l c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ke y w o r d s ：b ri d g e ，h o l l o w p i e r ，s l i p s mode l c o nst ruc t i o n 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 3 1 5 作者简 介： 刘东羽( 1 9 7 6 一) ， 男 ， 工程师 ， 广东省清远市通大路桥工程有限公司 ， 广东 清远5 1 1 5 0 0 第 3 6卷 第 2 0期 2 0 1 0年 7月 刘东羽 ： 深水 大承台钢板桩 围堰施工方法 3 2 1 经计算 ， 钢板桩采用拉森型钢板桩 ， 单根长 1 8 m， 桩底嵌入 强风化层 i m4 m， 详 见图 1 。主墩 基础施 工工 序流 程为 ： 清 除 河床孤石及混凝土块一插打施工平 台钢管桩 、 钢 护筒一安 装钢管 桩与钢护筒连接 系一铺 设平 台分 配梁及 贝雷 片一 安装 冲孔 钻机 并钻孑 l 一 钻 孑 l 桩完 成 后撤 离 钻 机 和 施工 平 台一 插 打 承 台钢 板 桩一围堰内除土和内支撑安装一围堰封底一绑扎承台钢筋及预 埋件一冷却水管和钢筋安装一浇筑承台混凝土一承台竣工。 原 有 地 面 桩顶标高 + 3 0m 1 9 2 o 1 7 5 o ，2 0 0 第一道内支撑 ( 2 i 5 6 b ) 量 第二道内支 撑 _ _ 粉砂 1 4 8 7 8 4m( 承 台 j 氐) 厂 桩底标高1 5 0m j_一 昼 一 伺 填 王 粉砂 全风化粗 砂岩 ( 泥岩 ) 图 i 钢板桩 围堰立面 图( 单位 ： c m) 3 钢板桩 围堰施工要点 3 1 钢板 桩插 打 钢板桩桩顶标高定为+3 0 m， 桩底标高定为一1 5 0 1 1 “i ， 围堰 轮廓尺寸为 2 0 m2 0 m， 外圈辅助施工平台轮廓尺寸为 2 8 6 m ( 横桥向) x 3 3 m( 顺桥向) ， 横桥向每边留有约 6 m， 顺桥 向留有 7 m的桩基钻孔施工作业平 台的空间。 插打钢板桩从 上游 靠主流的一角开 始插打第 一片钢板 桩 ( 定 位桩) ， 逐步向两侧推进插打， 最后在下游侧合龙 ； 量测合龙块尺 寸， 制作异形钢板桩， 插打合龙段钢板桩。 1 ) 插打钢板桩时预防倾斜的措施。a 在插钢板桩前， 除在锁 口内涂润滑油 以减小锁 口的摩 阻力外 ， 同时在 未插套 的锁 口下 端 打入铁楔或硬木楔 ， 防止沉 入时 泥砂堵 塞锁 口； b 及 时采 用倒 链 滑车组纠正钢板桩的倾斜 ， 并用铁件与已稳定的钢板桩焊连， 保 障纠偏成果 ； c 在坚 实土 地带插 钢板 桩 时 ， 可 将桩 尖截 成 一定 角 度， 利用其反力， 使已倾斜 的钢板桩逐步恢复正常； d 当倾斜较 大 ， 很难 纠正 时 ， 可将 钢板 桩拔 起重 新插 打。2 ) 钢板 桩锁 口漏 水 预防措施。围堰抽水时可能出现钢板桩 由于插打不当、 不慎撞击 等原因致使锁口发生变形 ， 发生渗漏。当锁 口不紧密漏水时， 用 棉絮等在内侧嵌塞， 外侧包裹一层防水彩条布， 起到防水和减小 水压力的双重效果 ， 抽水时 同时在外侧 水 中漏缝 处撒 大量木屑 或 谷糠和炉渣的混合物 ， 使 其 由水夹 带至 漏水处 自行 堵塞 ， 在桩 脚 漏水处 ， 采用 局部混凝土封底等措施 。 3 2 围堰 内基坑开挖及安装 内支撑 基坑开挖采用吸泥船， 辅以高压射水等措施保证围堰底平面 满足封底混凝土要求。开挖采用水平分层方式进行， 每层厚度控 制在 1 5 m 左右 。当开挖深度达 到设计标高时 ， 安装围堰内支撑 ， 继续开挖 、 安装 内支撑直至设计标 高( 见图 2 ) 。 一 一 图 2 承台封底施工现场图 3 3围堰封 底混 凝 土施 工 封底混凝土厚度为 1 5 m， 通过泵车接出混凝土输送泵管运 送至承台底部 ， 整个 围堰 封底 平面一 次进 行 ， 从承 台 的一 侧 向另 一 侧 浇筑 。在进行混凝土封底之前 必须排干基 坑 内的积水 ， 可在 基坑四角设置积水井抽排。以承台底为粉砂层计算， 则渗透系数 取 i 2 x 1 0 c r n s ， 根据公式 q=ka x t =k a h ( h + 2 f ) 可以计算得出 q=1 6 8 m3 d 。因此， 在承台的四个角点各布 置一台流量 1 5 m0 h 2 0 m3 h 的 污水 泵 即可。待封底混 凝土达 到设 计强度后进行堵填 ， 并 且拆 除 一6 5 m 处 第三 道 内支撑 ， 进 行承台钢筋绑扎。 3 4承 台大体积 混凝 土施 工 主墩 承台为大体 积混凝 土施 工 ， 为防 止产生 温度裂 缝 ， 应尽 量采用水化热较低的水泥， 采用“ 双掺” 技术( 掺优质粉煤灰、 优质 缓凝剂) ， 选择含泥量低、 颗粒级配好的粗细骨料， 尽量降低拌合 用水 、 粗细骨料、 水泥的温度， 采用“ 内降外保” 措施： 分层浇筑并 在承台混凝土内按要求设置循环冷却水管、 保证内外温差及尽早 回填等 ， 以使承 台内外 温差 控制 在 2 5 以内。钢筋 采用 内部排 架支撑系统定位、 模板采用大面组合钢模。 3 5钢板 桩 围堰施 工的关键 问题 及技 术措 施 本方案成败的关键有以下两点 ： 1 ) 钢板桩插打必须垂直， 才 能确保围堰密实和牢靠。我们 的对策是在插打钢板桩前需设定 位桩及定位横梁， 并在插打过程中安装和利用导向框进行导向。 2 ) 如何保证封底成功、 确保承台施工质量。我们采取的技术措施 是“ 止水、 保压” 。“ 止水” 就是在钢板桩用棉絮等在锁 口内侧嵌 塞 ， 外侧包裹一层防水 彩条 布 ， 使得 钢板 桩在水 压力 的作用 下越 来越 密实 ， 做到基本上止水 。“ 保压” 就是在 浇筑水下封底 混凝土 过程中， 一定要使内外水头差保持在一定的范围之内。即要保持 一 定的压力 ， 使未终凝的混凝土不因压力大而发生变形 ， 从而影 响封底混 凝土的质量和封底止水效果 。 4结语 本项 目主墩承 台施 工采用的钢板桩 围堰 施工方案 ， 是经 比选 最快速 、 最安全 和较 经济 的方 案 ， 实践证 明 ， 此方 案使 得该工程的 大体积承台在汛期来临之际提前完成， 确保了工期与质量， 为今 后同类工程施工提供了一定的参考和借鉴。 参考文献 ： 1 金勇， 郭雷 获泾套闸改建工程钢板桩围堰设计 j 山 西建 筑， 2 0 0 9 3 5 ( 3 5 ) ： 3 6 2 3 6 4 on c o ns t r u c t i o n me t h o d o f s t e e l s h e e t p i l e c o f f e r d a m o n d e e p wa t e r pi l e li u don g - yu ab s t r a c t ：th is p a p e r d e s c