激流裸岩半岛深水基础围堰施工

发表时间:2021/7/1   来源:《工程建设标准化》2021年5期   作者:田浚宏
[导读] 本文介绍了激流裸岩半岛处深水基础施工的方案思路、结构组成及施工成果
        田浚宏
        四川路桥桥梁工程有限责任公司,四川 成都  610015
        摘  要:本文介绍了激流裸岩半岛处深水基础施工的方案思路、结构组成及施工成果。大桥承台位于区域流速2m/s~3.5m/s、水位变化频次大的半岛(中风化片岩)半河床(裸岩、无覆盖)、国际IV级航道干扰的环境,如何进行主墩筑岛填筑形成可靠桩基冲孔平台,在承台底比施工期最高水位低8.3m的条件下形成有效阻水围堰,是保障大桥主墩基础施工质量的关键。吨袋筑岛、半封闭咬合桩围堰能有效降低筑岛过程中的水土流失,利于环保,提高经济型。
        关键字:吨袋筑岛  半封闭咬合桩围堰
一、工程概况
        1、总体桥型布置
        西双版纳澜沧江黎明大桥是景洪市衔接左岸景宽公路与右岸旅游度假区8号公路的市政景观桥梁,是城区内环线的重要组成部分,主桥为中承式钢箱系杆平行拱桥,跨径布置为65+310+65m,拱轴系数m=2.2,矢跨比为1/4。

图 1 总体桥型布置图
        14#主墩承台位于澜沧江左侧,地勘显示全为中风化片岩,节理裂隙发育,裂隙多石英填充,承载力基本容许值800kPa,埋深起伏大。桥区位于景洪电站下游8km,其间无支流,流沙河常年水量极小,桥区水位主要受景洪电站出库流量变化而变化。景洪电站为电力削峰电站,据调查桥区无季节性高水位、枯水期,水位高差变化达到10m(528.5~536.5m),且变化频次较高。对于不同水位流速测量得知,14#墩区域流速达2m/s~3.5m/s。
        2、承台布置
        主墩承台为分离式,单个承台长、宽、高为20.3m×20.3m×5m,左右幅承台净间距为6.2m。

图 2 承台平面布置图
二、吨袋筑岛施工
        在筑岛上游边缘使用大粒径石料填筑,将吨袋装填2/3卵石土封口,采用钓鱼法由岸侧向河心安装吨袋,筑岛的外侧采用1:0.2的坡度放坡,吨袋堆码时上下层错缝搭接,以保证对边坡的全覆盖,起到防冲刷及挖机安全通道的作用,围护一层、填筑压实一层,填筑时用自卸车运料、推土机和压路机配合,从河岸向河心,再整体由上游往下游沿着吨袋围护筑岛施工,筑岛标高538.0m,较施工期最高水位高1.5m。
        为防止后续桩基施工时筑岛底部土质掏空,先开孔岸侧桩基,充分预留填筑高度大的河心侧岛体再沉降的时间。在岛体的路线中心线、左右幅桥梁中心线上设置岛体沉降及位移观测点。待岛体沉降及位移基本稳定后,进行场地平整,插打钢护筒进行河心侧桩基施工,并持续对岛体进行观测。
三、咬合桩施工
        大桥承台位于区域流速2m/s~3.5m/s、水位变化频次大的半岛(中风化片岩)半河床(裸岩、无覆盖)、国际IV级航道干扰的环境,如何进行主墩筑岛填筑形成可靠桩基冲孔平台,在承台底比施工期最高水位低8.3m的条件下形成有效阻水围堰,是保障大桥主墩基础施工质量的关键。结合承台处陡峭裸岩、流速大、起伏大等特点,利用岩层的半封闭咬合桩围堰是较好的选择。
        1、咬合桩围堰的构造特点
        咬合桩围堰止水防渗效果好,防冲刷撞击能力更强,总体施工风险小,利用岩层的半封闭结构较为经济。咬合桩属于排桩的一种,将钢筋混凝土桩和素混凝土桩间隔布置,相邻桩截面搭接一定厚度,将钢筋混凝土桩和素混凝土桩连接起来,成为一个连续的钢筋混凝土结构。

图 3 咬合桩布置示意图
        咬合桩直径φ1.2m,相邻两桩咬合0.2m,嵌入承台底基岩内约2.5m。A型桩位素混凝土桩,B型桩位钢筋混凝土桩,主筋采用HRB400φ20钢筋,螺旋箍筋采用HPB300φ12圆钢。
        施工过程中,按照跳打的方式分别成桩:即先施工A型桩,在两根A型桩冲孔完成浇筑砼后再在其间施工B型桩,下放钢筋笼并浇筑砼,然后依次进行。

图 4 咬合桩施工流程图
        应注意素混凝土桩浇筑完成,初凝后即开始施工间隔的钢筋混凝土桩,在不破坏素混凝土桩的前提下达到桩间咬合密室。
        2、利用地形的半封闭咬合桩

图 5 半封闭咬合桩围堰平面布置图

图 6 半封闭咬合桩围堰立面布置图
        筑岛施工中,临山侧的岩层高、筑岛高度底,临江侧的岩层低、筑岛高度高,根据桩基及内支撑的设计计算,咬合桩入岩深度达到2m即能满足最高水位的围堰受力,而临山侧岩层顶比最高水位低1m,普通的筑岛围堰能满足,仅在临山侧修建2.5m×2m的条形挡墙作为围堰支撑基础即可。临山侧转角处的咬合桩与岩层能形成很好的相互咬合作用。
四、半封闭咬合桩围堰的优点
1、适用范围广,在深水基础施工中,调整桩径及内支撑位置、型号可适用不同水深、不同尺寸的围堰施工;
2、采用旋挖钻、冲击钻施工耗时短,为抢抓枯水期进行深水基础施工有利;
3、岩层与桩基能形成较好的粘结防水作用,适用于不同岩层高度,不同岩性特点、不同地质断面的半封闭咬合桩围堰,经济性较好。
五、结束语
        提出了适用于不同岩层高度、不同岩性特点、不同地质断面的半封闭咬合桩深水基础围堰的施工方法,并成功运用于西双版纳澜沧江黎明大桥,起到了很好地效果,同时也积累了澜沧江水中基础的施工经验,对同类型桥梁施工有一定的借鉴作用。
参考文献:
        [1]韦庆武.深水桥墩双壁钢围堰施工技术.建筑技术科学,2020-05.
        [2]罗欢.双壁钢围堰施工技术.建筑技术科学,2018-12.
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