莫桑比克马普托大桥锚碇基础方案比选

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1、莫桑比克马普托大桥锚碇基础方案比选周健，邹恩杰，李元博，孟令亮7莫桑比克马普托大桥锚碇基础方案比选周健。邹恩杰。李元博，孟令亮(中国路桥工程有限责任公司，北京100011)摘要：莫桑比克马普托(Maputo)大桥主桥为单跨680m悬索桥，为确定马普托大桥锚碇基础方案，依据大桥桥位处的地质和水文情况，以及重力式锚碇的结构受力特点，针对锚碇基础基底持力层选择、施工工艺的适用性、技术可行性、经济性、合理性，分别对沉井基础和地下连续墙基础进行研究。研究结果表明：采用地下连续墙基础，施工期间可以避免由于地质情况变化带来的风险，如翻砂、突涌等；可以严格控制锚碇基

2、础施工过程中对周围土体造成的沉降，最大限度地减少对周围铁路正常运营的影响。在确定地下连续墙基础形式后，针对施工过程中的突涌问题，对深地下连续墙和浅地下连续墙+灌浆帷幕+深井抽排水降低水头方案进行研究。研究结果表明：采用深地下连续墙基础，投入设备相对单一，施工工艺、工序简单，施工工效相对较高，施工工期较短，工期可控，应为马普托大桥合理的锚碇基础方案。关键词：悬索桥；锚碇；沉井；地下连续墙；突涌；灌浆帷幕；深井抽排水中图分类号：U448．25；U445．551文献标志码：A文章编号：1671—7767(2014)06—0007—051工程概况2建设条件莫

3、桑比克马普托(Maputo)大桥跨越马普托海2．1地质特征湾，位于莫桑比克首都马普托市向南去往南非与莫项目区地质构造行迹以北东向为主，北部为内桑比克南部卡萨通商(CasaCommercia1)边界口岸陆沙丘平台，地表出露由第四纪更新世及上第三纪的干线公路上。大桥全长3．O11km，其中主桥为单棕红色粉细砂组成的红土层，南部为河流相冲击层，跨680m的悬索桥(见图1)。主缆垂跨比为1／lO。主桥处于马普托湾及其南北近岸地段，总体属滨海主桥加劲梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁，梁相沉积地貌。]。地质岩性在垂直方向变化较多，高3．om，宽(含风嘴)25．6

4、m。桥塔为门形框架结存在淤泥和可液化砂土层，主要以填土、砂性土为构，北岸塔高135．1m，南岸塔高136．1m，两塔柱主，夹粘性土。底部泥岩、细砂岩和泥质粉砂岩均属塔顶的横向中心间距为21．88m。极软岩，承载力较低。主桥锚碇采用重力式锚，基础持力层较深，承压2．2水文地质水位较高，同时受铁路及码头的影响，考虑施工工根据含水介质和地下水的赋存条件，主桥桥址期、质量安全、难易程度及造价等因素，需要对其进区内地下水可划分为第四松散岩类孔隙水、基岩裂行系统的比较和研究，以确定合理的基础方案J。隙水2种类型。第四系松散岩类孔隙水主要赋存于砂层中，为该场区主要

5、含水层，其与海水存在互补关南岸垒680(16+54×12+16)图1马普托大桥主桥立面布置收稿日期：2014—02—26作者简介：周健(1971～)，男，高级工程师，1994年毕业于西安公路学院桥梁工程专业，工学学士(E—mail：zhoujian16339@163．corn)。8世界桥梁2o14，42(6)系，水力联系密切，水位动态随海水涨落变化，水量较丰富。基岩裂隙水主要赋存于细砂岩中，由于细砂岩属极软岩，呈半岩半土状，因此富水性好，其主要接受临近区域侧向渗流补给。北锚碇处受上覆泥岩相对隔水层影响，外排通道不畅，形成承压水，通过下套管隔离孔隙潜水

6、与基岩裂隙水，分别观测各含水层水位，观测结果表明承压水高出孔隙潜水水位约1．0m；南锚碇处受上覆粘土相对隔水层影响，外排通道不畅，形成承压水，通过下套管隔离孔隙潜水与基岩裂隙水，分别观测各含水层水位，观测结果表明承压水头与空隙潜水水位近于一致。擎3锚碇基础方案选择单位：cm该桥两岸锚碇均位于马普托湾地貌区，地基基础下伏基岩承载力均较低(400kPa)，均属极软岩，图2北岸沉井基础不具备嵌岩锚的条件，因此两岸锚碇均采用重力式3．2地下连续墙基础锚碇，通过重力式锚碇的重力来抵抗主缆拉力。重作为围水结构和开挖支护结构，地下连续墙技力式锚碇需达到两方面要求：

7、①重力需满足锚碇基术比较成熟，具有以下优点：对已建建筑物影响较小，对起伏较大的基岩具有良好的适应性；圆形地连础抗滑、抗倾覆等稳定要求；②在锚碇重力作用下，地基基础承载力满足锚碇要求]。墙在施工期土方开挖阶段受力状态较为理想，结构重力式锚碇基础可分为直接基础和人工基础，合理。锚碇采用液压抓斗成槽地连墙，逆筑法施工，分层开挖土层，分层施工内衬。基坑施工完成后，浇而人工基础主要有扩大基础、箱形基础、地下连续墙基础、沉井基础、桩基础、复合基础等，由于扩大基础筑后仓混凝土，并埋设预应力锚固系统预埋件；前仓及箱形基础为浅埋型，不适用于桥址处的地质条件，预留空腔，

8、浇筑底板、顶板_1¨]。两岸锚碇基础地桩基础受其力学特点、海外施工条件及技术水平限连墙方案均采用外径58m、