鋼板樁在橋梁深水基坑工程中的應(yīng)用

         王 偉

               (江蘇順達(dá)工程科技有限公司)

摘 要:鋼板樁作為基坑施工支護(hù)結(jié)構(gòu),因其高強(qiáng)、輕型、施工效率高以及可重復(fù)利用等特點(diǎn),在我國(guó)工程領(lǐng)藝有廣泛應(yīng)用。江蘇省如皋港長(zhǎng)青沙大橋主墩基礎(chǔ)施工采用鋼板樁圍堰法,并采用獨(dú)特的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)安裝方式,在工期和效益上均取得了成功。

關(guān)鍵詞：鋼板樁 深水 基坑工程 應(yīng)用

1 概述

如皋港港口連接線(xiàn)(G204 南延)二期工程長(zhǎng)青沙大橋全長(zhǎng) 1046m,主橋采用(95+218+95)m仙鶴型雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋.引橋采用標(biāo)準(zhǔn)

跨徑為35m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。 斗

主墩承臺(tái)尺寸為 26.9x23.2x4.8m，承臺(tái)頂面標(biāo)高為-2.2m,底標(biāo)高為-7.0m,河床即淤泥粉質(zhì)粘土層頂面標(biāo)高為-2.3m，淤泥粉質(zhì)粘土層底面標(biāo)高為-9.5m,淤泥粉質(zhì)粘土層下為粉砂層,承臺(tái)底面到最高水位線(xiàn)將近 11.5m。

2 水文概況與施工方案比較

2.1 水文概況

橋址河段處在長(zhǎng)江感潮河段、河段既受上游徑流的影響,又受到潮汐的影響。

工程河段潮汐為非正規(guī)半日淺海潮,每日兩漲兩落,潮汐的日不等現(xiàn)象明顯,一天中兩次高潮位相差較大,兩次低潮位比較接近;潮波受河槽阻力和徑流的影響變形強(qiáng)烈,漲落潮歷時(shí)不對(duì)稱(chēng),漲潮歷時(shí)短,落潮歷時(shí)長(zhǎng),潮波變形程度大潮比小潮強(qiáng)烈。汛期最高通航水位+4.5m。

2.2 施工方案比選

考慮到長(zhǎng)江通航要求及主墩水深情況,首先排除了筑島圍堰的施工方法,主要考慮套箱施工和鋼板樁圍堰施工兩種方案。套箱的結(jié)構(gòu)合理、穩(wěn)固、便于掌握,安全性較大,但成本較高、施工工期較長(zhǎng)。

另外,在下放套箱的過(guò)程中需要大型吊裝設(shè)備。鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,方便快捷,用鋼量也較省,所以是一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的方案。其優(yōu)點(diǎn)有施工進(jìn)度快;能確保工程質(zhì)量;經(jīng)濟(jì)效益好,施工中一次性輔助用料少。

經(jīng)過(guò)全面考慮與方案的比選,采用鋼板樁圍堰施工方法進(jìn)行改進(jìn)后,應(yīng)用于本工程承臺(tái)基坑開(kāi)挖施工中。

3 圍堰結(jié)構(gòu)布置形式的選擇

主墩承臺(tái)尺寸為 26.9x23.2x4.8m，圍堰的平面布置應(yīng)與承臺(tái)尺寸相配合.既要保證所用鋼板樁數(shù)量少,又要保證承臺(tái)尺寸、內(nèi)撐結(jié)構(gòu)尺寸和工作寬度以及工作平臺(tái)的影響。因此,圍堰平面尺寸設(shè)計(jì)為 28.8x25.2m,共設(shè)置兩道內(nèi)支撐。圍堰頂高程為+5.0m,圍堰底高程為-19.0m,封底混凝土厚 2.8m。鋼板樁圍堰基坑支護(hù)如圖1所示。

圍堰結(jié)構(gòu)的立面布置應(yīng)根據(jù)施工水位、河床情況、圍檁結(jié)構(gòu)材料和鋼板樁類(lèi)型而定。

(1)施工最高水位確定后,鋼板樁圍堰頂面標(biāo)高應(yīng)高出最高水位約 1m,以防抽水時(shí)波浪打入。根據(jù)實(shí)際勘測(cè)最高水位為+4.5m,所以將圍堰頂面標(biāo)高定位+5.0m。

(2)鋼板樁的內(nèi)支撐圍檁既支撐鋼板樁,又在鋼板樁插打時(shí)起到導(dǎo)向作用,即常說(shuō)的導(dǎo)環(huán)。抽水過(guò)程中,鋼板樁受彎,內(nèi)支撐受壓,內(nèi)支撐的布置間距必須使鋼板樁的應(yīng)力超過(guò)容許值。各層內(nèi)支撐受力要均勻，且不至于受力過(guò)大而使內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)型式難以設(shè)計(jì)。但也要照顧支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化,同時(shí)還要考慮內(nèi)撐不能阻礙承臺(tái)與墩身的施工。基于上述考慮，設(shè)計(jì)了2 道內(nèi)支撐，分別位于圍堰頂 2.2m 處與6.5m處。本工程在承臺(tái)澆筑完成后,還需要在圍堰內(nèi)澆筑墩身，因此設(shè)計(jì)時(shí)將第二道內(nèi)支撐設(shè)置在承臺(tái)頂面,承臺(tái)澆筑完成后再轉(zhuǎn)換支撐,以承臺(tái)預(yù)埋件為支撐,將第二道內(nèi)支撐提前拆除。

(3)考慮到圍堰的深度,基底淤泥粉質(zhì)粘土層的厚度,鋼板樁的最小長(zhǎng)度要保證 20m,保證基底不滲漏,且鋼板樁具有足夠的剛度。