主塔深水基础施工技术1（武汉天兴洲大桥）.ppt

宋伟俊,武汉天兴洲长江大桥主塔墩 深水基础施工技术,目 录 一、工程概况 二、基础施工特点 三、基础主要施工方案 四、需要解决的关键技术问题 五、关键技术问题的处理 六、方案实施情况,一、工程概况,一、工程概况 1、主桥桥式,武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥，孔跨布置为（98+196+504+196+98）m，铁路四线，公路六车道，全宽27m；主梁为板桁结合钢桁梁。主塔采用钢筋混凝土结构，倒丫形，塔高188.5m；每塔两侧各有316根镀锌平行钢丝斜拉索，索最大截面为4517mm，公路桥面处索距14m，三索面间相邻索面中心距15m。,一、工程概况 2、水文情况,南汊设计水位+27.5m，最高通航水位+25.68m，最低通航水位+9.62m。洪水期水深35m，水流速度3.5m/s，枯水期1.5m/s, 桥位处水流流向与横桥向夹角10。,2号墩位于深槽北侧，河床高程约为+5.0m，覆盖层主要为砂类土，上部为新近沉积的松散状细砂，中部为松散中密状细砂夹少量中、粗砂，岩面高程在-27m附近，基岩主要为弱胶结、中胶结和强胶结砾岩。 3号墩位于深槽南侧，河床高程约为-2.9m，覆盖层主要为性质较差粉细砂层，冲刷较大，基岩埋藏较深，岩面标高在-33m附近，基岩上部主要为弱胶结砾岩，成岩作用差，岩质极软，下部以中胶结砾岩为主，中、强胶结砾岩极限抗压强度分别为9MPa和28MPa。,一、工程概况 3、主塔基础地质情况,主塔墩基础均采用3.4m钻孔灌注桩，2号墩32根，桩尖嵌固在强胶结砾岩中，3号墩40根，桩长84m，桩尖支承在中胶结砾岩中，2号墩承台平面尺寸为2653.2m，3号墩承台平面尺寸为39.865.3m，承台厚6m，顶面标高+10m，底面标高+4m，承台均采用双壁钢吊箱围堰施工。 双壁吊箱平面为矩形，3号墩吊箱轮廓尺寸：长69.5m，宽44m，高15.5m，壁厚2.0m，围堰底部设置双壁底隔仓，底隔仓高5m，吊箱自浮状态下吃水深度约2.6m。,一、工程概况 4、主塔墩基础及双壁钢吊箱,主塔3基础结构图,主塔结构图,3吊箱围堰结构平面和立面图,3钢吊箱围堰位于船台上,二、基础施工特点,分析主塔墩基础的结构特点、墩位处水文地质、河床冲刷、通航等施工条件，基础施工具有以下特点：,二、基础施工特点 1、基础工程规模宏大。,2#、3#墩基础应同步按排在两个枯水期一个洪水期完成。即在枯水期和洪水期完成钻孔桩，在下一个枯水期完成承台施工，汛期前下塔柱施工至历年最高水位以上。,二、基础施工特点,墩位处最大水深约35m，最大流速3.5m/s，流向与横桥向夹角为10，钻孔桩、承台施工水位落差10m，水文条件变化大且频繁。,2、施工期间水深流急，水位落差大。,二、基础施工特点 3、河床施工冲刷大。,3号墩覆盖层为粉细砂，随水文条件变化冲刷现象较为敏感，最大施工冲刷约为10m，2号墩以冲刷为主，冲淤交替出现。,二、基础施工特点,基岩为软硬胶结不均的砾岩，埋藏较深，岩性极为不均，胶结介质种类不一，胶结介质与骨架颗粒强度差异大。,4、地质条件复杂。,二、基础施工特点 5、双壁吊箱施工难度大。,双壁吊箱形体尺寸大，结构复杂，带底龙骨的矩形结构水流阻力大，吊箱整体制造、下河、浮运、定位技术要求高，施工难度大。,二、基础施工特点 6、施工水域航运繁忙。,主塔墩位于主通航孔附近，航运繁忙，吊箱浮运定位及基础施工干扰大，水域要求高，安全风险大。,二、基础施工特点 7、施工工期紧，平台渡洪要求高。,根据施工总体要求，汛期前应完成足够数量的钻孔桩，形成稳定的施工平台，保证安全渡洪及汛期钻孔桩施工。复杂的施工条件与工程特点给工期控制、施工安全带来巨大难度，提出更高要求。,三、基础主要施工方案,针对桥位处水文地质、河床冲刷、通航等施工条件，研究基础的施工特点，调查吊箱整体制造、整体下河、整体浮运的条件，综合考虑基础施工在技术、工期、经济、安全质量等方面的要求，经研究比较，基础施工采用双壁钢吊箱工厂整体制造浮运的总体方案。根据2#、3#墩施工条件的不同，对吊箱锚墩定位与锚碇定位方案进行比较。,1、 定位方案比选 由基础施工方案的总体要求，定位系统的功能是： （1）待吊箱浮运至墩位后，先初步定位，然后分次对称张拉定位系统对吊箱进行精确定位。 （2）钻孔桩施工完毕后，解除吊箱与桩间固结，张拉定位系统调整吊箱位置与倾斜，在定位系统的控制下双壁内灌水下沉至设计标高二次挂桩，准备封底施工。,三、基础主要施工方案,对两种工况的水文、冲刷条件下的受力计算，定位系统受力控制工况为吊箱下沉至设计标高。根据受力控制工况，结合2#、3#墩水文、地质、冲刷条件，分别对锚墩方案与锚碇方案进行同等深度的设计检算，在技术、经济、工艺、占用水域方面进行综合比较。,2墩锚墩定位方案图,经过技术经济综合比较，2#墩钢吊箱采用锚墩及预应力钢铰线定位方案。,2墩锚墩定位方案照片,3#墩钢吊箱采用重型锚碇加定位船的定位方案。,3墩锚碇定位方案图,主塔墩基础均采用双壁钢吊箱整体浮运施工方案，2#墩采用锚墩定位新技术，3#墩采用重型锚碇定位工艺。总体施工方案如下： （1）吊箱制造、下水。 3#墩吊箱在工厂船台上整体建造，经水密试验质量检查合格后，40台船台小车均匀承载吊箱横移至斜船架轨道临轴线区域，9台斜船架与40