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浅谈悬索桥主塔基坑施工技术
2018-01-22  亚洲色图 分享到:
关键词:悬索桥 主塔基坑 施工技术 

  工程概况

   某跨河大桥主桥采用双塔双索面自锚式悬索桥,跨度组合为70.5m+175m+70.5m=316m,两侧引桥均采用3孔一联预应力混凝土简支连续箱梁。大桥总长492米,桥宽为45米,桥面面积约为22140平方米。

   大桥5号主塔基础处于主河道区域内,基础形式采用梯形台座,其顶面尺寸为12.5m×9.5m,底面尺寸为16.5m×19.5m,台座厚2.5m,台座下接16.5m×19.5m×3.65m钢筋混凝土承台。5号主塔基础开挖时先将自然地面大面积下挖约3m,再进行基坑开挖。开挖深度为13.75m,基坑深度为10.8m,降水深度为9.4m。

   桥位区位于河下游,由于河水的游荡冲刷,河道较宽阔。地形起伏不大。地貌单元属伊河河床及河漫滩。本区主要有卵石孔隙水、黄土孔隙孔洞裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水。主要接受大气降水和河水补给。年径流量不大,但汛期洪水比较大。桥位区地层以第四系全新统、上更新统冲洪积形成的卵石为主。

  二、施工部署

   5号基坑开挖区域的桩基施工完成后,现场原有的泥浆池进行换填压实。西侧为工程的施工便道,东侧为下游橡胶坝的蓄水池,距基坑边大约30m,主河道的疏水通道与5号基坑相邻。故施工周边环境较为复杂。

   基坑开挖采用大开挖,止水与降水、明排相结合的的方法达到基坑施工的目的。基坑分二级放坡,放坡坡度1:1。中间平台宽度4m,第一级坡深度4m,第二级坡深度7m。止水第一级采用防水土工布和粘土结合达到止水效果,深度6m,开挖下口宽度2m,按1:0.7坡度开挖。止水第二级考虑离基坑较近,考虑采用GFC咬合桩既能达到止水效果,又对边坡的稳定起安全作用。

   考虑水量较大,采用管井进行降低坑边水位,达到坑底仅有少量水涌出。坑底水利用集水井采用明排的方法进行排水。现场配备发电机组,安排断电自动发电装置,保证基坑施工期间降水不中断。

  二、施工方案

   鉴于5号墩基坑地下水位较高,施工现场距离河道较近,本工程采用止水、导水、排水和降水相结合的施工措施来保证基坑开挖顺利进行。

  叁、止水帷幕

   为达到止水效果,止水帷幕分两级,第一级用粘土+防水土工布沿基坑周边布置,深度6m。第二级用GFC桩咬合桩布置在二级台阶。详见下图。

  1 、土工布泥土墙

   沿墩台外边线17m处布置土工布泥土墙,以达到止水效果,泥土墙布置长度293.6m,布置具体位置见平面布置图。用长臂挖掘机沿布置位置进行基槽开挖,基底开挖宽度2米,边形成坡道,坡度为1:0.7,每次开挖长度12m左右。基槽开挖后,在一端用污水泵进行降水。用粘土覆盖靠坑边坡道,厚度100mm。铺防水土工布,在用粘土覆盖100mm,然后用砂卵回填,回填要密实。注意土工布搭界长度不小于500mm。

  2、颁贵骋桩

   为达到止水效果,根据工程地质及周边环境,在承台外边线7m处进行双排CFG桩施工,前排与后排交错布置,桩咬合100mm,桩径为500mm,桩心间距为750mm。共计558根,桩底标高-13m。

   采用长螺旋钻内泵压混凝土的灌注施工方法。混凝土采用C25,运输车运至施工现场,地泵配合进行灌注,地泵输送混凝土长度55m。施工前进行成桩工艺试验,确定施工工艺和参数,试桩数量符合设计要求并且不少于2根。

   2.1、CFG桩施工

   钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动电机,将钻杆旋转下沉至设计标高,关闭电机,清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快,这样能避免钻杆摇晃,也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。

   CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混凝土,当钻杆芯管充满混凝土后开始拔管,严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度控制在2m/min-3m/min,成桩过程连续进行,避免供料出现问题导致停机待料。

  2.2、操作要点

   ⑴、开钻前必须检查钻头上的出料活门是否闭合,严禁开口钻进。

   ⑵、钻进过程中,未达到设计标高不得反转或提升钻杆,如因特殊情况要反转提升钻杆,应将钻杆提至地表,对钻头活门重新疏通、闭合。

   ⑶、钻进过程中,长螺旋钻机自控系统严格控制螺纹钻杆下降速度和旋转速度,使二者匹配,要求螺纹钻杆旋转一圈,钻杆下降一个螺距,钻至设计深度。

   ⑷、钻头钻到设计标高后,长螺旋钻机反向旋转提升螺纹钻杆,提钻过程中,长螺旋钻机自控系统严格控制螺纹钻杆提升速度和旋转速度,并保持同步和匹配,要求螺纹钻杆旋转一圈,钻杆上升一个螺距,与此同时制备好的混凝土开始由高压泵输送,通过空心螺纹钻杆由钻头泵出。

   ⑸、提钻时,钻头到达不塌孔位置或地下水位以上,方可停止泵压混凝土。

   ⑹、混凝土应连续灌注,桩身充盈系数应为1.2~1.25,桩身混凝土超灌高度不宜小于0.5m,以保证凿除浮浆后,桩顶混凝土达到设计强度值。

  (二)、降水及排水施工

   由于基坑降水量较大,为确保深基坑施工顺利进行,在距基坑边1m处每间距5m布置一口深22m的降水井,降水管井总数为53个。考虑淤积、管座及沉砂,以及泵的进水口的位置,打井成孔直径600mm,滤管采用Φ400预制混凝土管,在管壁上冲孔,孔径Φ20,呈梅花形布置。井管高出地面300mm,粘土回填封孔不低于2m。降水井布置详见右图。横桥向在基坑两侧各布置一道直径为800mm的污水管道,每隔15m设置一口集水井,集水井共20口。基坑开挖后,在井管降水持续进行的同时,仍需进行明排降水。

  1、施工要求

   ⑴、冲击式打桩机垂直打井,井深不得小于22米。

   ⑵、打井施工达到设计深度后宜多打进0.5~1m,用大泵量冲洗泥浆减少沉淀,并应立即下管注入清水,稀释泥浆比重接近1.05后,投入滤料不少于计算量95%,严禁井管强行插入导致井壁坍塌。滤料填至含水层以上,改用粘土回填封孔不少于2m。

   ⑶、洗井不应搁置时间过长或完成打井后集中洗井。

   2、施工方法

   ⑴、采用冲击钻成孔,成孔直径600mm,成井直径400mm,孔深22m。

   ⑵、成孔后冲孔换浆,底部填入少许砾料后安装沉砂管底座,上面连接冲孔砼管,外缠两层孔径1~2mm的铁丝网,为保证滤管强度及进水能力,每个降水井下冲孔砼管至少10m , 每米管冲孔(直径20mm)不得少于20个,但也不得超过30个。上面井管为实管。

   ⑶、下管方法采用托盘法,先将井底盘与第一节井管组装对正连接好,采用尼龙网包扎,用三根竹片(呈等边三角形)固定,距每节井管上下150mm位置再用粗铁丝绑扎牢固后慢慢下放,然后逐节按此方法下至到井底。井管之间的连接要牢固可靠。

   ⑷、井管安装完毕后,在管井与孔壁之间填入砾料, 滤料规格为4-6mm,砾料厚度取100mm。为保证填砾四周厚度的均匀和防止井管倾斜,填料前井管固定好,然后从四周同时进行填料砾料填至地面以下2m,上部粘土填充密实。

   ⑸、成井后立即进行洗井,达到水清砂净。

  ㈢、边坡支护

   基坑护坡采用喷射混凝土进行护坡,坡面钢筋网为8@180mm×180mm,喷射混凝土强度为C20(设计配比为:水泥:砂:碎石:速凝剂=1:2:2:0.03〖重量比〗),喷射混凝土厚度为110mm;钢筋网片坑边要外翻1.0m宽,用Φ18(长0.5m)的钢钎固定牢固。

  (四)基坑开挖

   横桥向从两边向中间的方向进行基坑的开挖。5号承台基坑深度最大深度在11m以内,地质情况以卵石为主。基坑基底平面尺寸按基础平面尺寸四周各边增宽100cm,以便在基础底面外安置模板及设置排水沟和集水坑之用。基坑采用1:1的坡比,分三阶开挖,第一阶为从121.20m向下开挖至止水帷幕墙CFG桩桩顶处,开挖深度为4米,第二阶开挖深度为3.5米,第三阶开挖深度为3.5米。详见上图。

  四、结语

   通过对本工程中主塔基础基坑施工方案的深入研究和总结,可以为同类成人色图基坑的降水施工提供宝贵的实践经验。

  参考文献:

  [1]JTG/T F50-2011,公亚洲色图涵施工技术规范[S].

  摆2闭颁闯闯2-2008,城市成人色图工程施工与质量验收规范摆厂闭.

  作者简介:杨宏权/男,1968年出生,工程师,河南六建建筑集团有限公司,从事项目管理工作。

  
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