第六章组合基础施工.ppt

1、地下连续墙基础实例1。广东省虎门大桥(主跨888米的单跨悬索桥)西锚碇设计为重力式锚碇，每个锚碇承受主缆约217万牛顿的拉力。西锚碇位于人工填砂岛上，原设计采用沉井加桩基方案。由于基础原为礁石区，有石笋，岩石风化和腐蚀程度不同，沉井边缘脚周围的岩石表面高差极大(高达10.5米)，沉井施工难度较大。经过方案比较，最终选定地下连续墙基础。基础为圆形结构(图457)，外径61.0米，内径59.4米，壁厚0.8米，平均深度约14.0米，平均埋深1.95米，最大埋深3.5米。圆形折线墙分为35段，段与段之间采用人字钢板缝将墙相互楔入。墙内有三个内环和一个顶环梁，以提高地下连续墙的整体性和刚度。施工分为三

2、个步骤：(1)连续墙施工；(2)为基坑条件下的干开挖抽水，并相应地自上而下浇筑衬有圈梁的混凝土；(3)检查地下室，在干燥处浇筑大体积基础混凝土。施工仅用了3个月，整体砌筑能力约为40000m3，创下了同规模基础工程施工速度的新纪录。2.日本明石海峡大桥第一锚碇自20世纪70年代末地下连续墙基础首次应用于铁路桥梁以来，已应用于近20个桥梁工程。青森预应力混凝土斜拉桥(主跨240米)，塔墩采用地下连续墙井箱基础，深20.5米至30.0米，深42米；石兰港白鸟大桥(主跨720米的三跨公路悬索桥)3号主墩采用地下连续墙施工的圆形竖井基础，开挖深度106米；明石海峡大桥是一座跨度分别为960米、1990

3、米、960米和960米的悬索桥，是世界上跨度最大的桥梁。主缆末端的最大张力为120万牛顿。该桥1号锚墩基础巨大，持力层深度在60m以下。采用直径85米、深度75.5米的圆柱形基础，以地下连续墙为壳体，中间填充碾压混凝土(图458)。这种施工方法的特点如下：1)首先，圆形竖井由地下连续墙构成，通过深井抽水降低竖井内的水位，开挖竖井内的土壤。挖土时，边墙采用逆砌法浇筑，以加强地下连续墙；挖至地下室后，浇筑楼板，用碾压法填充竖井内的素混凝土，具有高效、低成本的效果。2)通过仔细检查基底地层，可以及时排除隐患，获得稳定、承载力大的地基。3)除地下连续墙施工外，半年内必须昼夜工作，其他项目只需白天工作，

4、有利于环境和安全。4)地下连续墙是主体结构的组成部分。第六节组合基础施工，桥梁基础工程处于超大水流中，墩位往往又深又急，地质条件极其复杂，河床覆土较厚，施工时水流较深，施工周期长，难以适应常用的单一形式基础。为了保证基础工程的安全可靠，维护航道交通，宜采用两种以上形式的组合基础。其功能不仅要满足建造围堰和挡水建筑物的要求，还要满足建造能承载所有施工机械和材料等的操作平台的要求。同时，它也应成为整体基础设施的一部分，并在桥梁运营阶段发挥作用。复合地基有多种形式，如双壁围堰钻孔桩基础、钢沉井加管桩(钻孔桩)基础、钢筋混凝土灌注桩基础等其施工特点是防水设施采用双壁钢围堰，围堰通过吸收泥浆下沉，穿过砂

5、卵石层到达岩石表面。清理完岩面，填好刃脚后，在水下混凝土围堰内抽水，埋设护筒(直径3m)，打成桩，然后在承台上浇注混凝土，整个基础完成。钢围堰总重量为300吨，如图459所示。它被组装成四个部分，在工厂预制并沉入原位。该施工方案的优点是：先密封混凝土，围堰能承受较大的水压，排出积水，埋好套管，省去了套管定位架和吊装设备，避免了异形叶根套管；同时，钢围堰可以安全泄洪，脚手架可以设置在钢围堰的顶部。缺点是钢围堰只能作为一种施工方法。2.南京长江大桥2号、3号墩浮式沉井加管柱(钻孔桩)基础，水深30m，覆盖层厚度40m，基岩强度79MPa，河床最大冲刷深度23m。钢沉井为矩形，平面尺寸为16.19-

6、25.01米，井分为15个正方形，插入13根直径为3米的预应力混凝土管柱。管柱沉入岩石表面后，钻一个孔直径为2.4m、孔深为79m的孔，在孔内放置一个钢骨架，然后灌注水下混凝土，直至混凝土到达管柱的顶面。管柱下端埋在基岩中，上端埋在承台混凝土中。沉井的底盖和顶盖混凝土将管柱组连成一体。该方案的特点是：钢沉井可减小管柱穿过的覆盖层厚度，也可作为管柱下沉的导向架，在浇筑上下封底、顶盖混凝土和顶盖混凝土时可作为防水围堰；同时，它也是永久结构的一个组成部分，可以提高桥墩基础的刚度。图463为3号墩基础选型图，图464为施工步骤示意图。横滨港大桥(一座主跨460米的三跨连续钢斜拉桥)位于横滨港国际航道上

7、，水深约1214米，海底覆盖厚度3040米。主墩采用浮桩帽和井柱组合基础。浮桩帽为预制预应力混凝土空箱结构，尺寸为56m54m，高度为12m；将9个直径为10m、长度为4775m的钢筋混凝土开口沉箱插入空箱中。敞口沉箱分为几个部分。底部长27米，重力为27000千牛顿，由一台30000千牛顿的浮吊提升并安装到位。图466是横滨大桥主墩结构示意图，图467是浮顶柱基础施工主要工序示意图。本基础工程的主要特点是：一是大型构件预制，多功能预应力混凝土浮帽和巨型沉井在岸边干船坞和特殊预期工厂内制作，既保证了施工质量，又加快了施工进度，降低了海上作业难度；其次，采用专门研制的大型摇臂水下挖掘机挖掘水下深

8、层泥岩，挖掘机工作面直径可扩大至11m，保证管柱嵌岩深度约14m第三，施工期间作业面积小，可以完全保证国际航道的交通安全。大桥的成功建成为海湾地区桥梁工程的快速建设提供了范例。3.地下连续墙箱型基础地下连续墙和挖掘机技术的新发展，使围堰在水下基础工程中支持直接基础的深基坑开挖成为可能。自1979年日本在桥梁工程中应用地下连续墙技术以来，已在近20座桥梁的70多个墩基础中得到应用。石兰港白鸟大桥主塔墩基础就是一个典型的例子。一座主跨720米的三跨双铰加劲公路悬索桥的宽度为岛屿建筑材料是70%的粉煤灰，30%的火山灰和45%的普通硅酸盐水泥。同时，对岛式建筑(直径97m)下的基础进行了改进和加固，

9、以达到挖槽时槽壁的良好稳定性；其次，直径37m的钢筋混凝土竖井采用地下连续墙施工，墙厚1.5m，竖井底面标高3号墩为103m，4号墩为67m。竖井顶面高出水面3m，地下连续墙高度达到106米，是目前同类桥梁基础的最高高度。第三，基础开挖在围堰排水的情况下进行。采用逆作法(倒卷帘法)先挖深，然后浇筑混凝土井箱基础外壁。自上而下逐段浇筑厚度为2m的井箱外壁，直至井箱基础底标高。井箱外壁与地下连续墙形成3.5m厚的墙，大大提高了围堰的整体强度和防渗能力。它还使地下连续墙成为基础主体结构的一部分。第四，施工方便(图468c)，减少了海上深水作业，有效保证了施工质量、施工安全和航行要求。深水桥梁基础的许多新形式也相应出现。例如，大直径钢管桩(1。锁定钢管桩基础(图469)和深水基础采用Om1.3m，壁厚1015mm，两侧焊接钢锁，形成圆形或椭圆形竖井基础。其优点不仅在于桩基适应不均匀基岩的灵活性，还在于整体刚度像沉井一样，设备简单、施工速度快、水面工作面小、航行方便等。宁波大桥主塔墩基础首次采用锁钢管桩作为防水围堰，深水基础是先在陆地预制基础结构，再在深水中设置基础结构的基础形式，适用于深水、涨潮、频繁通航等条件。首先，通过爆破将海床整平，用挖泥船或抓斗起重机清除残渣，形成基台。预制基础和墩身通过用浮动沉