大直徑圓形鋼板樁圍堰施工技術

                                  李仁民1劉偉2陳曉鳳1

                                 (1.東南大學巖土工程研究所 ;2.中交三公局第二工程有限公司)

摘要:水中承臺施工目前多采用雙臂鋼圍堰、鎖口鋼套箱、雙排鋼板樁圍堰和鋼板樁圍堰等方案，上述方案整體性好,剛度大,抗變形能力強,但造價較高。鋼板樁圍堰由于施工周期短、綜合成本低等特點,越來越多的深水基礎開始采用。鋼板樁剛度小，變形大，一般深圍堰均采用多道內支撐，挖土不方便,工期長,造價高。徐明高速淮河特大橋 20# 承臺為直徑 26.0m 的圓形承臺,采用圓形鋼板樁圍堰,直徑31.64m,樁長27m，布設了7道H型鋼圍檁,沒有設置水平對撐。本文結合該實例介紹了鋼板樁的打拔、圍囹安裝、鋼板樁鎖口漏水處理、硬粘土層濕挖、封底混凝土澆筑等大直徑圓形鋼板樁圍堰施工成套技術。

關鍵詞:圓形圍堰 鋼板樁 無內支撐 H型鋼圍檁 施工技術

1引言

目前水中承臺施工可以采用雙臂鋼圍堰、鎖口鋼套箱、雙排鋼板樁圍堰和鋼板樁圍堰等方案。例如錢江四橋1、七浦塘大橋2、襄樊漢江五橋3等圍堰均采用雙臂鋼圍堰方案;青島海灣大橋4、集美大橋5等采用鎖口鋼套箱圍堰;雁洲水(船)閘工程6、長興造船基地7等采用雙排鋼板樁圍堰。上述方案整體性好剛度大,抗變形能力強,但造價均較高。單排鋼板樁圍堰施工周期短、綜合成本低等特點，越來越多的深水基礎也開始采用鋼板樁圍堰，例如南京江心洲右汊大橋8和漢宜鐵路彭市漢江特大橋19京滬高速鐵路濟南黃河大橋[10],單排鋼板樁由于剛度小,抗變形能力小，一般均設置一道或多道內支撐[8~10]。

徐明高速淮河特大橋20#承臺為直徑 26.0m 的圓形承臺,基礎采用群樁基礎,承臺基坑開挖深度達16.9m(封底混凝土3.0m)。經過方案比選確定承臺基坑開挖采用了無內支撐的圓形鋼板樁圍堰，圍堰直徑為31.64m,鋼板樁樁長為27m,坑內沒有設置水平內支撐,僅設置了7道H型鋼圍檁。本文結合該實例介紹了大直徑圓形鋼板樁圍堰的施工技術。

2 工程概況

徐明高速淮河特大橋起訖樁號為K116+835.5~K117+206.5,主橋全長371m，采用246m+125m的獨塔雙索面斜拉橋,塔墩固結體系,主跨為分離式鋼箱梁,副跨為分離式混凝土箱梁。

主橋20#承臺位于淮河主河道中，為水下承臺，承臺平面尺寸為直徑26.0m的圓形承臺，基礎采用群樁基礎。承臺基礎形式見圖 1。

橋址處淮河常水位13.0~14.0m，設計防洪水位為16.5m,根據施工計劃,主橋安排在汛期施工，鋼板樁方案設計計算時,設定控制水位為設計洪水位+16.5m;河床頂面標高為+10.5m，承臺底標高為+2.667m,洪水水面到承臺底高差為13.833米，基坑開挖深度達16.9米(封底混凝土3.0m)。鋼板樁設計長為27m，其頂面控制標高為+17.0m，樁底標高為-1000m,鋼板樁有效人土深度9.6m。

1.1工程地質條件

本項目橫跨淮河。橋位區附近地貌單元分別為淮河沖積平原的河漫灘、一級階地及江淮波狀平原的二級階地,地勢平坦,河水平靜,水面開闊,河寬約450m,主河槽最大水深13m，流速4.0m/s。承臺處涉及地層主要為:軟土、粉土、粉砂、細砂、粘質黃土、礫石土等。鋼圍堰埋深范圍內地質情況:

①層軟土,灰色,流塑,主要由淤泥質粉質粘土和粉土組成，層厚 2.6m~6.0m。

②層 砂質粘土,硬塑,密實堅硬,含少量錳鐵結核,偶見礫片,層厚2.5m~4.0m。

③層 粉沙,灰黃色,飽和,密實,局部夾粉質粘土和粉土薄層,層厚6.0m~11.5m。

1.2水文條件

淮河7-9月份為豐水期,11月至翌年2月為枯水期。汛期淮河水位升幅較大，常淹沒兩岸的低洼地區。淮河設計防洪水位為+16.50m，警戒水位為+19.0m,保證水位為+19.60m;最高通航水位+19.16m，最低通航水位+10.82m，枯水季節水位在+12.5m左右，方案設計時,考慮到施工期處于豐水季節,設計洪水位按+16.5m考慮，鋼板樁頂控制標高為17.0m。