深厚软弱地质条件下钢板桩围堰设计.pdf

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1、世界桥梁２０１６年第４４卷第６期（总第１８４期）１７深厚软弱地质条件下钢板桩围堰设计夏颂军（中交第四公路工程局有限公司，北京１０００２２）摘要：珠海横琴二桥跨天沐河段桥型为２联３×５０m预应力钢筋混凝土宽幅连续箱梁桥，该桥９４号～９７号墩承台地处深厚软弱地质条件，为确保钢板桩围堰支护结构的稳定及安全性，综合考虑承台结构尺寸、承台埋深、地质及水文条件后，确定采用复合地基处理与钢板桩围堰相结合的方案。钢板桩围堰平面尺寸为１２．２m×１１m，拉森Ⅳ型Q３４５B钢板桩长１８m，围堰内设２道内支撑。封底混凝土面下淤泥层采用９m长水泥搅拌桩加固成复合地基。采用等值梁法

2、对钢板桩围堰进行力学计算，并采用MIDASCivil有限元软件建立最不利工况梁单元模型，采用容许应力法对钢板桩强度、内支撑、基坑底土抗隆起进行验算，结果均满足规范要求。关键词：软弱地质；承台；基坑支护；钢板桩围堰；复合地基；地层参数；土压力；内支撑中图分类号：U４４３．２５；U４４５．５５６文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６７（２０１６）０６－００１７－０６1工程概况珠海市金港路横琴北段（横琴二桥）工程K６＋５８２．０２～K６＋８３２．０２段跨越天沐河，为２联３×５０m预应力钢筋混凝土宽幅连续箱梁桥（见图１），桥宽３３．５m，梁高２．８m。该桥９４号

3、～９７号墩位于天沐河河道内，均采用４根２．０m的钻孔灌注桩基φ础，桩长３５～５９m；承台为H形，承台顶标高均为－２．２m，平面尺寸为１０．５m（长）×８．６m（宽）×３m（高），混凝土设计强度等级为C４０。依据地质水图1横琴二桥跨天沐河段桥型布置文资料，结合现场调查情况，确认河道宽约２００m，保软弱地质条件下基坑支护结构的稳定及安全性。常水位１．０m，设计通航水位＋１．５m，百年一遇洪为此对以下３个方案进行比选。水位＋３．０７m，最高施工水位＋１．７５m，桥位区地（１）方案１：双壁钢围堰方案。承台施工前在河质纵断面图揭示河床面标高为＋３．０７～－６．６７m

4、。道上搭设钢栈桥及钢钻孔平台，在钻孔平台上完成地层岩性为淤泥、淤泥质粘土、粗砂、强风化花岗岩、钻孔桩施工后，拆除部分钢平台，利用剩余钢平台做中风化花岗岩，淤泥层厚２２．９～３９．５m，土质软，饱支承吊装双壁钢围堰，双壁钢围堰吸泥下沉到设计和，呈软塑至流塑状，强度低。软弱地质条件下９４标高后，浇筑水下封底混凝土，抽干围堰内积水，施号～９７号墩承台施工基坑支护采用常规钢板桩围工承台及墩柱。堰难于克服围堰内外土压力不平衡及基坑底土抗隆（２）方案２：沉箱支护方案。吹填筑岛形成施工起能力差的问题，为确保基坑支护结构的稳定性和便道及作业平台，完成桩基施工后，制作沉箱刃

5、脚，安全性，需进行方案设计。绑扎首节沉箱壁钢筋，立模浇筑首节沉箱，待沉箱混凝土达到设计规定强度后挖泥下沉，延续绑扎下节2基坑支护方案沉箱钢筋，重复前述工序，直至沉箱下沉达到设计规2．1方案比选定标高，挖泥整平封底面，浇筑封底混凝土，施工承根据横琴二桥跨天沐河水道段９４号～９７号墩台及墩柱。承台场地及地质条件，基坑支护必须满足２个条件：（３）方案３：复合地基处理＋钢板桩围堰方案。①具备基坑支护结构施工的通道及作业平台；②确吹填筑岛形成施工便道及作业平台，完成桩基施工收稿日期：２０１６－０１－２５作者简介：夏颂军（１９７４－），男，高级工程师，２０１２年毕业于

6、华南理工大学土木工程专业，工学学士（E‐mail：xiasongjun１２２８＠１６３．com）。１８世界桥梁２０１６，４４（６）后，安装导向架插打钢板桩至合龙，围堰内封底面以淤泥在基坑底隆起，封底混凝土面下淤泥层采用９下施工水泥搅拌桩形成复合地基，基坑内挖泥，按设m长水泥搅拌桩加固成复合地基，水泥搅拌桩桩径计程序安装钢支撑，挖泥至设计标高后整平封底面，为５００mm，水泥搅拌桩相互咬合，咬合间距４００浇筑封底混凝土，施工承台及墩柱。mm，按格栅状形式布置，格栅间距１．５m×１．５m、３种方案优、缺点如表１所示。１．３５m×１．５m。９５号墩承台钢板桩围堰立

7、面布置表13种方案优、缺点如图２所示，钢板桩围堰复合地基层剖面如图３方案优点缺点所示。用钢量大，需量身制作，通结构稳定性好，刚度大，承用性差，回收率低，工序复载能力强，止水性能好，安１杂，施工周期长，需辅以栈全可靠，在软弱地质条件桥及平台，施工设备要求下具有很好的自稳性能高，造价高工序繁琐，施工周期长，造结构稳定性好，强度刚度价较高，拆除难度大，不拆２大，止水性能好，用钢量相除会压缩流水断面及通航对较小，安全可靠宽度工艺简单，易装易拆，适应整体性较双壁钢围堰及沉性强，施工速度快，搬移方箱弱，自稳性能差，软弱地３便，材料周转性能好，租赁质条件下需辅以复合地基

8、方便，造价低处理，止水性能差由表１可知，方案１及方案２结构稳定性好