中国普外基础与临床杂志

期刊导读

浅谈深水桥墩施工技术

来源:中国普外基础与临床杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-07

1 工程概况

NR13 道路1#桥梁位于柬埔寨国家NR13 道路PK24+300处,该桥长80 m,宽为12.9 m,主桥上部结构为20 m 的预应力空心板,下部结构分别为3 排7 根400 mm×400 mm 的混凝土方桩(长15 m),扩大承台(12.8 m×3.4 m×1.1 m),柱式桥墩(直径0.85 m,长9.8 m),顶部盖梁(12.8 m×1.15 m×1.10 m)。桥梁两端分别为居民和稻田地,侧面有一座旧贝雷桥,作为施工期交通桥,施工完成后拆除。该桥所跨越的河流常年有水,流速为5 m/s,河床旱季水深为7.3 m,雨季水深为10.8 m,下部结构方桩、承台、柱式桥墩均为水下作业,桩基要打入河床以下15 m,承台位置标高为河床标高,该桥桥墩为典型的深水施工。

2 工程特点、难点

地质资料显示桥墩基础是由褐色、灰色和微红色的淤泥、沙子、粘土和有机土壤组成的,底部淤泥较多,基础开挖较深,开挖难度大。桥址位置河床较宽,流域面积较大,河道常年处于高水位,旱季水深约7.5 m,雨季水深约10.8 m。方桩、承台处于深水位以下,施工组织及技术难度很大。

3 施工方案的选择

根据该桥梁所在地的位置显示,项目部先后初拟了三种施工方案进行对比。

3.1 方案一

采用填筑粘土围堰一次性截流,在桥梁一端开挖导流明渠及架设施工便桥进行导流,见图1。缺点:需要在桥梁的上下游分别修筑围堰,形成施工基坑,基坑排水后进行桥墩施工,由于是水下填筑,加之粘土稳定性较差,围堰体积较大,且存在防渗问题;同时由于现有河床宽约80 m 左右,修筑导流明渠占地面积较大,征地费用较高,征地难度大。

图1 一次性施工导流平面图

3.2 方案二

拟采用修筑钢栈桥形成施工平台,进行方桩施工,然后采用沉箱围囹支护进行桥墩施工,见图2。缺点:该国家属于非常不发达国家,施工资源非常缺乏,能够进行钢栈桥和钢板桩施工队伍仅仅有2 家,且施工费用非常昂贵,按照桩基位置计算,钢栈桥需要架设70 m 长,每延米约1000 美元,仅仅一项费用约7 万美金,且栈桥水下加固难度较大,安全系数较小。由于水位较深,加之施工场地受限,沉箱作业难度较大,同时考虑到方桩在沉箱顶部施工,钢桩冲桩长度较长,需要吊车配合进行完成,拔桩难度较大。

图2 钢栈桥施工平面图

3.3 方案三

采用分期筑岛围堰方案,即沿河道一侧进占填筑形成作业平台,然后在作业平台上进行方桩施工,方桩施工完成后,再采用钢板桩围囹独立的桩基支护开挖,随后进行扩大承台、柱式桥墩和盖梁施工,见图3~图5。缺点:由于当地石料运输距离较远,运费较高,所以拟采用粘土填筑,土方回填和拆除工程量较大,回填量约3.5 万m3,每方约0.2 美元,约7000 美元,施工费用约3 万美金。

图3 分期筑岛平面布置图

图4 纵剖面图

图5 横剖面图

3.4 方案比选

针对以上三种方案分析,对施工成本、施工难度和施工安全的综合考虑,加之受当地材料和设备的限制,提出方案三容易实施,无论方桩施工还是桥墩施工,施工设备均在填筑的作业平台上,安全可靠,且填筑料可以二次利用,故推荐采用方案三进行施工。

4 分期筑岛围堰技术

4.1 施工工艺流程

分期筑岛围堰填筑→排水、场地整平→桩基放样、桩基施工→钢板桩放样→钢板桩施工→基坑开挖→破桩头→承台混凝土浇筑→桥墩混凝土浇筑。

4.2 分期筑岛围堰填筑

考虑河道过流和旱季河水流速小等因素,采用旱季分期筑岛围堰填筑作业平台,由于当地石料资源缺乏,加之考虑在方桩施工过程中不能碰到坚硬石块,所以采用粘土填筑围堰和施工平台。上下游围堰标高(考虑安全超高)-1.0 m。堰顶宽度为4.0 m,上下游迎水面自然边坡为1∶3 考虑,背水面自然边坡为1∶2 考虑。最大堰高8.5 m 左右。填筑采用就近开挖土石方左岸进占法围堰填筑,土方开挖整平采用1.2 m3挖掘机,20 t自卸汽车运输,推土机进占法平料,超出水面1.0 m 后采用14 t振动碾分层填筑分层压实。

4.3 施工排水

采用4 吋3 台潜水泵进行基坑排水,根据现场实际情况,3 天将基坑积水全部排完,晾晒2 天后,采用挖掘机进行场地平整,由于采用粘土回填,基坑内渗水量几乎没有。

4.4 方桩施工

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