深水基础施工技术

深水基础施工技术（欧勇）前言：新建甬台温铁路起于宁波终于温州，途径台州，全长282.393KM,线路主要穿越沿海冲击平原农田及部分河流,设计以桥梁居多。我中铁十一局集团二公司承建的甬台温铁路潘郎特大桥全长6199.72M，共计191个墩台。该桥主要跨越大溪部分村庄农田及大溪河流，共跨越河流18处，其中有5处跨越河道较宽，最宽达108米，且河道有通航要求。根据地方环保、通航要求以及现场施工实际情况，我部制定了跨河深水基础施工方案，下面就跨河深水基础施工技术简要介绍。关键词：栈桥钢板桩钻孔平台一、深水基础施工主要设施组成根据地方环保要求、河道通航要求以及现场河道地质、河流深度等条件，深水基础施工设施主要由运输栈桥、钻孔平台以及基坑开挖钢板桩围堰三大部分组成。二、主要施工工艺1、栈桥根据河道宽度、通航位置、河道最高水位以及施工运输等要求，潘郎特大桥跨河处设计桥面净宽为5米的钢栈桥。栈桥基础横向设置3根φ529mm壁厚8mm的钢管桩基础，根据栈桥承载要求以及河道地质相关参数计算钢管桩基础的打入深度。钢管桩打入采用浮吊配DZ40-23T震动锤打入，钢管桩打入必须严格控制其垂直度，避免承载水平分力过大而造成栈桥倾覆。各钢管桩之间设置L10角钢连接成整体（剪刀状），钢管桩顶部设2I20并焊工字钢作为支承横梁，为增强横梁与钢管桩的受力分配和联结性，在横梁底部钢管桩两侧设置δ＝8mm的钢板牛腿，钢管桩与横梁通过牛腿焊接形成整体。根据河道通航要求，在非航道部位搭设六四式军用梁作为栈桥主梁，根据桥梁跨度、桥梁承载要求以及军用梁刚度、挠度等要求确定相应孔位横向布设片数。在通航要求孔位采用I36工字钢作为主梁，工字钢的布设根据运输车轮位置设置，潘郎桥通航处均设净跨为11米，净高为2.2米的通航孔道，主梁设8根I36工字钢。为确保主梁的整体受力，主梁上部横桥向每2米设置I16工字钢通过U型螺栓联结。桥面搭设枕木，枕木间通过马丁或φ8钢筋联结，在车轮位置铺设δ＝8mm钢板加强。整个栈桥搭设均采用浮吊搭设。（结构型式图一）2、钻孔平台根据承台尺寸、桩基设计位置及钻机活动范围搭设所需钻孔平台，钻孔平台采用φ529mm壁厚8mm的钢管桩基础，根据钻孔平台高度及河道地质情况确定钻孔桩钢护筒的长度，一般以钢护筒深入硬塑淤泥或黏土层不小于1米为宜，钢管桩及钢护筒的打入均采用浮吊配DZ40－23T震动锤打入。钢管桩及钢护筒打入前均采用经纬仪准确定位，保证其垂直度和中心偏位在设计要求范围之内。钢管桩之间采用设置L10角钢连接成整体（剪刀状），平台横梁采用2I20并焊工字钢，钢管桩两侧设置牛腿与横梁焊接成整体，横梁上搭设I36工字钢纵梁，纵梁上设置40cm/道分配梁，分配梁与纵梁、纵梁与横梁均满焊成整体，分配梁上铺设δ＝8mm钢板。平台设计时要充分考虑钢管基础、横梁、纵梁的位置与桥梁桩基位置，避免相互冲突而影响平台的搭设质量。(结构型式见图二)3、钢板桩围堰根据承台尺寸大小、基坑开挖深度、河道地质情况以及围堰变形等因素设计钢板桩长度、围檩、内撑所采用的材料。潘郎特大桥钢板桩围堰均采用15米长Ⅳ型拉森钢板桩，围堰设置三层围檩及内撑，第一层围檩及内撑采用2I36并焊工字钢，第二层围檩及内撑采用2I45并焊工字钢，第三层围檩采用2I56工字钢，内撑采用I40工字钢（结构型式见图三）。围堰具体施工步骤如下：温州宁波14401040墩身第1、2层支撑布置平面图7002602I36a围檩520.1550.4950.4156.4246123367.8232.4367.8123367.896.6220.7219.696.6367.8378.32I36a内撑I20a短撑2I36a角撑(2I45a内撑)说明：1、单位：cm2、括号内标注用于第二层支护，即第二层内撑采用工45a工字钢代替工36a工字钢。3、内撑、角撑、围檩均为两层工字钢，采用14mm厚钢板焊接在一起,工２０a短撑为单层工字钢.温州宁波14401040720160160钢板桩承台I56a围檩单位：cm第3层支撑布置平面图I56a角撑205.2194.8240194.8205.2205.2205.2I40a内撑267480156.9145.8212.1212.1145.8156.9289.8164.2202.9202.9164.2296.9说明：1、单位：cm2、内撑、角撑、围檩均为两层工字钢，采用14mm厚钢板焊接在一起.1）、测量定位根据钢板桩围堰设计与桥梁墩位的相对位置，采用经纬仪定出钢板桩四边位置，采用浮吊配震动锤施打围堰各边定位桩，一般施打围堰边线交点钢板桩。2）、施打钢板桩根据围堰定位桩安装钢板桩定位导梁，作为插桩时的导向设备，导梁可利用第一层围檩，经检查确认导向梁无误后，浮吊吊起震动锤，调整夹具，启动液压泵，使夹具夹紧钢板桩，人工扶持钢板桩对准锁口利用钢板桩自重插入，当利用钢板桩自重无法继续插入时开始启动震动锤，使钢板桩下沉至设计标高，可在钢板桩锁口内涂上黄油减小相对摩擦以便钢板桩施打。相邻钢板桩锁口尽量相互紧锁，减小渗漏，在锁口内撒下木屑、谷糠等物利用河水浸泡可自行堵漏。3）、焊接牛腿、围檩及内撑钢板桩施打完毕后，将基坑开挖（或抽水）至第一层围檩设计标高以下约0.8~1.0米，停止基坑开挖，开始焊接第一层牛腿，牛腿焊接好之后，安装第一层围檩及内撑。注意牛腿及内支撑安装必须水平、牢固，使围檩及内撑传力规则。第一层围檩及内撑安装完毕后，继续进行基坑开挖（或抽水），当基坑开挖（或抽水）至第二层围檩以下约0.8~1.0米，停止基坑开挖，施工第二层牛腿、围檩及内撑（施工方法同第一层）。第二层围檩及内撑安装完毕后，继续进行基坑开挖（或抽水）至设计标高，施工第三层牛腿、围檩及内撑（施工方法同第一层）。4）、拆除钢板桩围堰围堰内施工项目结束后，即进行围堰拆除工作，开启抽水阀门，让水灌至第二层围檩及支撑以下50厘米处，开始拆除第二层牛腿、围檩及内撑，拆除完毕后继续灌水至第一层围檩及内撑以下50厘米处，开始拆除第一层牛腿、围檩及内撑，拆除完毕后即可灌水至河水水面标高并进行钢板桩拔出作业。三、结束语水中墩施工运用栈桥、钻孔平台以及深水基坑开挖钢板桩防护方案在甬台温铁路潘郎特大桥得到了成功的运用，它的运用不仅解决了传统草袋围堰对施工现场条件的局限性和施工安全风险性，同时也加快了施工进度，赢得施工的时间，更为我公司以后跨河桥梁深水基础施工提供了宝贵的施工经验。