宋宜洋 胡秋月 黄晨茜
中国建筑第二工程局有限公司 北京市100160
摘 要:渤海湾软弱条件下浅滩区施工大体积承台,基坑深度超过 15 米,采用钢板桩围堰进行施工, 在施工过程中解决钢结构支护、深基坑开挖、排水是关键。本文从软弱地质条件下筑岛围堰、钢围堰施工方案对比选择、长桩插打等方面叙述。
关键词:软弱地质 陆地深埋 钢板桩围堰 长钢板桩
1 工程概况
某项目起点位于沧州市海丰主线收费站,北接已建成通车的河北沿海高速公路沧州段,终点 为无棣县埕口镇水沟村,接漳卫南特大桥,起讫桩号为 K1-857.37-K3+368.38 ,全长5.23km。项目主桥采用整体式承台尺寸长36.6m,宽14.6m,高 5.5m。
图 1 主桥平面图
2 施工条件
本标段 K0+000~K10+500 段为软土区, 软土连续分布,软土埋藏浅,一般见于地表 下 3-5m,且厚度较大,部分路段可达 10.0m。层底一般深度至 15m 内,最大埋深 17.8m, 厚度分布不均匀,最大厚度 15.7m,主要以 淤泥质粉质黏土为主的软土承载力一般在 90-100KPa,压缩模量约为 3MPa,垂直固结 系数约为 5×10-4cm2/s。
桥址区地下水类型为第四系孔隙潜水。 地下水埋藏浅,主要赋存于粉土、粉砂层中, 地下水主要补给来源是漳卫新河河水、海水回灌、地表水渗流及大气降水。结合地勘报告,及辅助墩地质参数见下表:
主墩土层参数表
3 方案选择
承台位于漳卫新河两岸滩涂区域,原地 面标高约+1m,高潮时水深约 2m,低潮位 时,泥面外露。承台埋深达 12m,基坑开挖 深度为 16m,根据类似工程施工经验,板桩 截面有拉森桩与钢管桩。承台平面尺寸 36.6m×14.6m,承台四周 外扩 1.5m 作为承台模板安装操作空间,然 后插打钢板桩,围堰平面尺寸 39.6m×18m, 围堰顶标高+3.00m,底标高-21m。最大开挖 深度 15.7m。
(1)钢管内支撑 共设置四道内支撑,第一层支撑全部采用 HW400×400 型 钢 ; 第 二 层 围 檩 采 用 2HM488×300 型钢,支撑采用φ609×16;第 三层围檩采用双拼 45c 工字钢,支撑采用 φ800×16;第四层围檩采用双拼 56c 工字钢, 支撑采用φ800×20 和φ800×16。各层支撑竖 向间距为 0.5m、4.0m、3.5m、3.5m,封底 厚度 1.5m。
围堰立面布置图(钢管内支撑)
围堰支撑平面布置图(钢管支撑)
(2)型钢内支撑 上述方案内支撑为定制的钢管结构,若
采用常规的型钢支撑结构,则方案结构形式 如下。
围堰平面尺寸 39.6m×17.60m,围堰顶 标高+3.50m,底标高-17.50m。最大开挖深 度 15.7m。共设置四道内支撑,第一层支撑 全部采用 HW400×400 型钢,第二层内支撑 全部采用 2HM488×300 型钢,第三层内支撑 全部采用 2HM588×300 型钢,第四层支撑全 部采用 2HN700×300 型钢。各层支撑竖向间 距为 1.5m、3.5m、3.5m、3m,封底厚度 1.5m。
围堰立面布置图(型钢内支撑)
围堰支撑平面布置图(型钢支撑)
(3)钢板桩方案
当围堰板桩采用钢管桩方案时,结构形 式为钢管与拉森桩相结合的形式,减少钢管 用量,具体为 630*14 钢管/21 米+拉森Ⅳ w/18 米,内支撑规格型号与布置间距均与拉 森桩方案相同。
钢管桩围堰平面图
4 施工工艺关键技术
4.1 筑岛围堰 主桥主墩位于漳卫新河岸边滩涂地,部
分桩位已伸入河中,施工平台需要筑岛填筑施工。考虑漳卫新河历年水位标高,同时结 合现场实际踏勘资料,主墩挡水围堰标高取
+4m,基本与漳卫新河沿河大堤标高持平, 围堰内工作平台标高取+3m,平面上,承台 钢板桩围堰边缘向外扩 15 米,为挡水围堰 位置,填土为素土,利用挖机将填土逐步往 河中推进,完成施工平台填筑工作。考虑潮 汐作用带走平台挡水围堰填土的风险,采用 围堰外侧插打木桩+苇席防护,定期检查维 修,确保围堰挡水作用。
主桥工作平台填筑平面图
4.2 钢板桩插打
对于 24 米钢板桩,需要进行接长处理, 钢板桩运至工地后,应进行检查。检查钢板 桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修。接 长需用同类型钢板桩等强度焊接接长,焊接 时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加强板。
钢板桩施工之前,先进行定位放样工作, 测量人员根据钢板桩围堰平面尺寸,在工作 平台上放出钢板桩围堰的边界位置,并进行 标记。
采用型钢或者钢板导向,先插打首根导 向钢板桩,间隔 2-3 米施工第二根导向钢板 桩,然后在钢板桩上焊接型钢导向架,依据 型钢导向架施做钢板桩,并用水准仪控制钢板桩的顶标高,以便控制开挖深度及钢板桩 的埋深,第一根钢板桩位置应准确、垂直。
导向装置示意图
钢板桩采用 80t 履带吊+120t 振动锤插
打,首先利用履带吊+振动锤将钢板桩缓缓 吊起,移至插打位置,进行钢板桩振动下沉, 插打时拉森钢板桩桩背要紧靠导向架,在插 打过程中,用全站仪跟踪调整垂直度,以确 保拉森钢板桩插正、插直。
前期利用钢板桩自重进行下插,当自重 不能下插时,再进行施压。过程中严格遵守 “插桩正直,分散即纠,调整合拢”的控制 要点。插打时要严格控制入土深度,钢板桩 的入土深度不得少于设计计算值。
5 结语
综上所述,项目在软弱地质条件下浅滩区施工大体积混凝土采用钢板桩围堰技术 中采取的各项措施可以为公司类似项目提 供宝贵经验。
参考文献
[1] 公 路 桥 涵 施 工 技 术 规 范 ( JTJ/T F50-2011)[S] .北京:人民交通出版社,2011
[2] 建 筑 基 坑 支 护 技 术 规 程
(JGJ120-2012)[S] .北京: 中国建筑工业出 版社,2012