银西铁路跨渭河特大桥水中基础围堰施工方案研究周海华--中国期刊网

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银西铁路跨渭河特大桥水中基础围堰施工方案研究周海华

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第9期作者：周海华

[导读] 摘要：深水基础施工一般采取单壁、双壁钢围堰、锁扣钢管桩围堰、钢板桩围堰等施工方法，银西铁路跨渭河特大桥307#~310#墩为桩承台式基础，水中基础所属渭河区域设计流速大、局部冲刷线底、洪水位高、稍密砂层。

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        摘要：深水基础施工一般采取单壁、双壁钢围堰、锁扣钢管桩围堰、钢板桩围堰等施工方法，银西铁路跨渭河特大桥307#~310#墩为桩承台式基础，水中基础所属渭河区域设计流速大、局部冲刷线底、洪水位高、稍密砂层。经充分的现场调查，综合考虑渭河水文地质发展特点，选用锁扣钢管桩围堰的形式进行方案设计，通过RBCCE、midas等软件对结构受力进行分析，结果表明，锁扣钢管桩围堰可确保洪水期施工安全，施工方法相对单壁、双壁钢围堰简便。
        关键词：方案比选；锁扣钢管桩围堰；结构设计计算
        深水基础施工一般采取单壁、双壁钢围堰、锁扣钢管桩围堰、钢板桩围堰等施工方法，钢围堰施工具有刚度大、水深适应性好、材料可回收等特点，其中锁扣钢管桩围堰相较单、双壁钢围堰施工简便，更具有一定的优势。
        1 工程概况
        咸阳渭河特大桥主桥桥址位于陕西省西安市西咸新区，斜穿渭河河床、漫滩，地形平坦，高程370~378，渭河河面宽约210m，水深2~4m，汛期水流速度4m/s，正常水位时设计考虑流速1m/s，承台施工区域为稍密细砂层，线路右侧60m为既有福银高速跨渭河特大桥。银西铁路跨渭河特大桥主桥与阎机城际铁路跨渭河桥共墩、共基础，梁部分离（左右幅），4个主墩位于河道中（307#-310#）。渭河设计常水位373.33，20年一遇洪水位380.56m，实测水位371m（2018年4月16日实测），线路右侧福银高速桥墩水痕377m，水中墩承台底最低标高361.874m（310#墩），根据设计资料，墩位河道内一般冲刷线标高为360.89m，局部冲刷线354.2m，现场实测右侧福银高速桥墩处河床标高367.8m，方案设计时综合现场实际情况，取冲刷线为最低的承台底标高361.874。桩基直径均为1.5m，桩长为73m，每个墩桩基均为34根，承台尺寸为14.6×30.6×4.5m。
        2 方案比选
        根据桥址水文地质特点分别选择了锁扣钢围堰方案、钢板桩围堰方案、设计方提供的双壁钢围堰方案、进行比选，主要从安全、工期、经济性、施工难度四个指标比选，比选情况见表1。
        计算得围檩最大弯矩=1713.7 kN∙m＜1878.9kN∙m，对撑最大轴力3403.1kN＜4241.9kN，斜撑受拉,最大轴力812.2kN<4480kN，满足要求。
        3.2.6 其它计算
        经计算基底管涌及整体抗浮满足要求。
        4 锁扣钢管桩围堰施工流程及施工要点
        施工流程：施工准备→测量定位→施工钢管桩导向架→插打钢管桩→施工第一、二道围檩及内支撑→排水、抽砂施工第三道围檩及内支撑→继续抽砂→水下浇筑封底混凝土→排水→承台施工→墩身施工→基坑回填→逐步拆除围檩及内支撑→钢管桩拔出。
        4.1施工钢管桩导向架
        施工时根据围堰的平面尺寸，在围堰的外边线上施打两根定位桩，在定位桩上焊接两根工字钢作为钢管桩施工的导向架。施工过程中利用定位卡确保准确定位，施工中需反复校核钢管桩位置和垂直度。
        4.2插打锁扣钢管桩

        经计算采用1台DZ150型振动锤+80t履带吊沿围堰边进行施工，先施工上游侧，再下游侧合龙。施做钢管桩时需注意钢管桩的位置及垂直度，需确保锁扣有效，打桩前在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢管桩后，开始进行钢管桩围堰内的止水处理。
        5 结论
        （1）水中基础施工方案设计前必须现场核对设计参数是否符合实际情况，设计难以准确的情况下，在谨慎求证的前提下可参照相邻类似工程的经验及实际的相关参数进行临时工程设计。
        （2）经过计算分析表明，锁扣钢管桩围堰的刚度、强度、稳定性均较好，但对于需求较大空间施工的承台，对围檩及支撑要求较高。
        （3）综合考虑安全、进度、效益、施工难度等条件下，锁扣钢管桩对于一定深度的水中基础施工有较强的适应性，可为类似工程提供借鉴。
        参考文献
        [1] 刘国彬 ∙ 基坑工程手册 [M] ∙ 北京:中国建筑工业出版社，2009.
        [2] 汪正荣∙建筑施工计算手册-支护工程[M] ∙ 北京:中国建筑工业出版社，2001.