天兴洲大桥北岸引桥深埋承台施工技术

总第２４５期　２Ｏｌ１年第２期　交　通科技　Ｓｅｒｉａｌ　ＮＯ．２４５　ＮＯ．２　ＡＤｒ．２（１ｌ１　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　天兴洲大桥北岸引桥深埋承台施工技术　邢培琦　（中铁七局集团郑州２１；程有限公司　郑州４５００５２）　摘　要　阐述了深埋承台过程中施工钢板桩围堰平面尺寸和深度的确定以及相关的技术检算，并　对施工中关键技术环节及需注意的问题进行了说明。　关键词　深埋承台　钢板桩围堰基坑支护　检算　武汉天兴洲公铁两用长江大桥北岸谌家矶左　水比较丰富，需在基坑内设集水井，边抽水边开　线引桥由既有京广铁路谌家矶车站引出与天兴洲　大桥相接，全长５　６６２．３９　ｒｎ。该桥５４～５９号墩均　位于新斗马河内，根据武汉市城市总体规划，为满　足后期通航要求，施工阶段桥梁的承台必须埋置　挖。开挖至承台底设计标高后还要再向下超挖　０．７　ｍ，然后及时用混凝土封底至承台底设计标　高。封底混凝土初凝后再进行承台施工。　２施工工艺流程　在规划河床面以下。新斗马河主河道规划河槽底　设计标高为９．４７　ｒｎ，该桥的５４～５９号墩承台底　根据开挖深度及承台底需埋置深度确定钢板　桩长度一钢板桩的检查一设置导向槽一插打钢板　桩围堰一钢板桩围堰内分层开挖、加固一钢板桩　围堰内混凝土封底一承台施工一钢板桩围堰内分　设计标高分别为：１１．８８、６．９５、６．０９、６．３０、７．Ｏ４、　１１．８１　ｒｎ，各承台对应的现河床面标高分别为：　２３．１８、２２．０、ｌ８．Ｏ９、１７．３４、２０．５４、２Ｏ．２ｌ　ｍ，因此　５４～５９号墩承台施工需分别下挖ｌ１．２、１５．０５、　１２．０、ｉｌ．Ｏ４、１３．５、８．４　ｍ，最大开挖深度　层回填、拆除加固内支撑一拔除钢板桩。　３　施工技术　ｌ５．０５　ｒｎ　河床面以下地层分布（自上而下）见表１。　表１地基土层分布　３．１确定钢板桩围堰平面尺寸　在满足平面空间的条件下，钢板桩围堰平面　尺寸越小越经济且越安全，但必须考虑围堰内支　撑占用的空间和施工承台支立模板时作业人员的　操作空间。承台设计平面尺寸为６．４　１ＴＩ×９．４　ｎｌ＿，　钢板桩围堰平面尺寸按比承台截面每端长１．Ｓ　ＦＦＩ　１施工方案的确定　设计，则钢板桩围堰的平面尺寸为９．４　ｉｎｘ　１２．４　ｍ，见图ｌ。　该桥承台底设计标高与河床面高差均在　１ｌ～ｌ５　ＩＴＩ之间，其间的地层为软塑状粘土，非常　　ｉ‘Ｊ　１　ＩＩ１　　’有利于钢板装的插打。因此采用钢板桩围堰作为　支护，用长臂挖掘机开挖承台基坑。围堰的平面　布局呈矩形，内部用Ｈ型钢矩形平面支撑，并加　设角支撑，平面支撑间距根据等弯矩计算确定。　基坑采取分层开挖、分层支护的方式，确保钢板桩　围堰的稳定和基坑内作业人员的安全。由于地下　ａ）　ｒ…　收稿日期：２０１卜０１—１１　４６　邢培琦：天兴洲大桥北岸引桥深埋承台施工技术　２０１１年第２期　ｂ）、，Ｉｆｌｌｌ制　图１钢板桩围堰　３．２钢板桩底部埋入承台底部最小深度的确定　采用盾恩近似法，经简化的土压力分布（见图　２）假定作用在板桩ＦＢ　段上，其荷载ＦＧＮ　Ｂ　一　半传至Ｆ点上，另一半由坑底土压力ＭＢ　Ｒ　承　受，经计算由图中几何关系可得：只要埋深达到　４．７　ｍ，就可以满足钢板桩受力要求，为确保安　全，施工中ｚ取值为６．７　ｍ。　Ｒ　图２土压力分布图　３．３钢板桩长度的选定　该墩河床面至承台底设计高差达ｌ１．１２　ｍ，　考虑到封底混凝土厚度（０．７　ｍ），所以基坑挖深　达ｌ１．８２　ＩＴＩ。根据钢板桩的受力验算，钢板桩最　小埋深不少于４．７　ｍ。这就是说钢板桩桩长至少　应在１６．５２　ｍ以上，因此选择１８　ｍ长拉森Ｖ型　锁口钢板桩。　３．４钢板桩围堰基坑底部地基稳定性检算　承台底面下的土层为均质粘土。钢板桩深入　承台底面６．７　ｒｎ，即围堰底面标高为５．１８　ｍ，位于　粘土层。经计算，其稳定性符合要求，即地基稳定。　３．５钢板桩围堰内支撑的布设＿１］　根据等弯矩布置原则，使钢板桩承受最大允　许荷载［＿厂］一２００　ＭＰａ，钢板桩顶部悬臂部分的最　大允许跨度为：　ｈ：＝＝３，／—（６　ｘ　Ｅ—ｆ］ｘ　ＷｌＴＫ．）一　式中：），为土的重度，取１８　ｋＮ／ｍ　；Ｗ为拉森Ｖ　型钢板桩截面抵抗矩，取值为３　０００　ｃｍ　；Ｋ　一　ｔａｎ。（４５。一　／２），为主动土压力系数；　为粘土内　摩擦角，查表得　—２０。。　计算得Ｋ　一０．５　将各数据代入公式求得：　ｈ－－３．４２　ｍ；ｈｌ—１．１　ｈ－－３．７６　ｍ；ｈ２—０．８８＾一　３　Ｉｎ；ｈ３—０．７７　ｈ：２．６　ｒｎ；ｈ４—０．７　ｈ一２．４　ｒｎ；钢　板桩位于基底面以上１１．３　ｍ，在钢板桩悬出基底　以上的ｌ１．３　ｍ安设４道水平支撑，其间距为：　ｈｉ一３　ｒｎ，ｈ２—３　ｒｎ，ｈ　＝＝＝２　ｍ，ｈ４—２　ｍ。见图３。　图３水平支撑图　４施工注意事项　（１）钢板桩的检查。为了保证每根钢板桩的　质量，专门制作了检查小车，检查桩身锁口是否能　顺利通过，如有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，必须进行　整修，合格后方能使用。同时在钢板桩锁口内涂　以油膏，油膏配合比为：Ⅲ（黄油）：　（沥青）：ｍ　（干锯末）：　（干粘土）一２：２：２：ｌ，以减少插　打时的摩擦阻力，增加防渗性能。　（２）设置导向槽。钻孔桩施工完毕后，首先　用全站仪精确定位承台中心线，同时测出承台边　缘线。平行于承台的边缘线向外１．５　ｍ（根据钢　板桩的组拼宽度可适当调整）定出板桩插打中心　线，沿中心线内外各５０　ｍｍ，对称开挖宽ｌ　ｍ的　导向槽，导向槽深ｌ～１．５　ｍ。　（３）钢板桩插打及围堰的合龙。钢板桩用　５００　ｋＮ履带吊吊起然后通过ＤＺ９０振动锤插打　沉桩到设计位置。钢板桩检查合格后，编号并按　顺序堆码、排放，起吊前锁口内嵌填黄油沥青混合　料。箍紧钢板桩用的弧度卡箍待插入锁口后逐个　解除。安插钢板桩用Ｌ型卡通过钢板桩端吊孔　（下转第７１页）　２０１１年第２期　傅日华：公路隧道的施工特点和监理方法浅析　实际工程地质条件千变万化，不是每一个地段都　会达到这么理想的状态，这就需要监理工程师及　时准确掌握监控测量的数据并加强观测，一旦发　现有异常情况要果断地提前进行二衬施工。这里　所说的异常情况主要指：当在前７～１０　ｄ观测到　收敛和拱顶下沉都在逐渐减小，但到了后期观测　时又发现有增加的迹象，针对这种反常的现象首　先要细找原因，其次要及时加强初支（必要时换　拱），并及时进行二衬施工，如果还是硬搬《规范》　中的２个指标而不考虑实际就会前功尽弃，严重　工队伍提出的想法和建议，千万不可只依据一本　《规范》和几本参考书籍就认为自已很懂了而对他　们的建议不屑一顾；更不得有简单马虎的心理。　３　结语　综上所述，笔者认为要做好一个隧道监理】　程师首先要提高认识，千万不可将路基、桥涵的常　规作法带人；其次要变苦干为巧干，牢牢抓住监控　的重点，必要时多收集图片资料，同时要灵活运用　规范和执行设计文件，适应变化，善于变化；最后　还要虚心学习，认真地听取合理化建议，再结合自　已掌握的理论知识和经验稳妥地做出处理意见。　只有做好这几点，才有可能成为一名称职的甚至　是优秀的隧道监理工程师。　参考文献　时还会引发安全事故。所以隧道监理工程师除　具备一定的理论知识外，还必须具有灵活掌握　执行设计文件和《规范》的能力，要“善于变化，灵　活运用”。　（３）隧道施工是一项专业性极强的工作，目　前我国的隧道施工市场已基本被福建平潭队伍所　垄断，占了９０　左右，这种“平漳”现象主要是由　于隧道的特殊专业性所致。由于这些“平漳队伍”　有着十分丰富的开挖和支护临场经验，有些经验　１９９９．　［１］　于书翰．隧道施工ｒＭ］．北京：人民交通出版　．　［２］ＪＴＧ／Ｔ　Ｆ６０—２００９公路隧道施工技术细则ｌ　ｓ　．北　京：人民交通出版社，２００９．　往往是《规范》中没有摘录，但在处理围岩时又是　行之有效的，因此隧道监理工程师要放下架子，谦　虚学习，并在制定方案时充分重视有经验的施　（上接第４６页）　与钢丝绳相联，然后用５００　ｋＮ履带吊起吊，使钢　板桩成垂直状态插入已就位的钢板桩锁口中，用　［３］ＪＴＧ　Ｆ６Ｏ～２００９公路隧道施工技术规范Ｉｓ］．北京：　人民交通出版社，２００９．　渗出，封底混凝土留一缺口，保留积水井潜水泵　９．４　ｈ不间断抽水，待承台布置好钢筋、立好模、灌　注混凝土时，一次可以封死　。　（６）基坑回填拔出钢板桩。承台、墩身施工　ＤＺ９０振动锤逐块（组）将钢板桩插打到底。待钢　板桩只剩下５～８根时，精确丈量合龙段的长度，　根据丈量结果对钢板桩锁口间隙进行调整，确保　合龙成功［　。　完毕，混凝土强度达到设计强度７５　后即可进行　基坑回填。当回填土填至最底节平面支撑时，夯　实回填土，拆除底节平面支撑，然后继续回填至其　（４）钢板桩围堰基坑内的开挖与支护。钢板　上节平面支撑，依次逐步回填逐个拆除支撑，直至　最上节支撑拆除后即可进行拔桩。　５　结语　桩沉桩结束后即可进行基坑开挖，并采用长臂挖　机进行开挖，当挖至钢板桩顶部以下１　ｍ时，设　第一道水平支撑，矩形支撑采用Ｈ型钢沿钢板桩　围堰内侧水平放置在已焊好的牛腿上。在矩形支　目前天兴洲大桥北岸引桥６个墩的深埋承台　按此方案均成功完成，且施工周期短，钢板桩可循　撑转角处设置角撑（Ｈ型钢截面和角撑位置由验　算确定）。第一道支撑加固完成后，继续进行开　挖，根据计算的支撑间距设置第二道、第三道及其　环使用，缩短了施工周期，也降低了施工成本，可　为同类型深基坑施工提供有益的参考。　参考文献　后水平矩形支撑，直到挖至设计标高，加固结束。　在开挖过程中四角处挖集水井，不断抽水，保持开　挖面无积水。　［１］江正荣，朱正梁．简明施工计算手册ｒＭ］．３版．北　京：中国建筑工业出版社，２００５．　（５）基底处理。基坑开挖深度比设计承台底　低７０　ｃｍ，基坑底位于既有河床面以下ｌ１　ｍ之　多，土层为软塑状粘土，承载能力低，渗水较为严　重。因此采用Ｃ１５素混凝土封底的办法堵住地　［２３李大龙．地基与基础工程施工技术措施［Ｍ］．北京：　经济科学出版社．２００５．　［３］　刘俊岩．深基坑工程［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　社，２００１．　下水，以提高承载能力。如果地下水从中间桩缝