超厚砂卵石层地质条件下钢板桩围堰设计与施工技术.doc

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1、砂卵石层地质水中钢板桩围堰施工技术研究钟启凯李舒[摘要]：钢板桩围堰在桥梁深水基础施工中应用广泛，但是超厚砂卵石层地质给钢板桩的插打和围堰基底的水下吸泥带来极大困难，从而限制了钢板桩围堰的使用范围。以襄樊汉江三桥主墩钢板桩围堰的施工作为依托，通过改变施工顺序、对钢板桩桩头进行处理和制作专用引孔设备和吸泥机，使上述问题迎刃而解，并且缩短工期，降低成本和施工风险。关键词：超厚砂卵石层；钢板桩围堰；施工顺序；引孔设备；吸泥机钢板桩围堰作为一种常见的临时维护结构，在基坑工程和道路桥梁的深水基础施工中应用广泛，与双壁钢围堰和钢套箱比，有结

2、构简单、插打比较容易、施工工期短、成本低和质量易于控制等优点[1]，但是对超大卵石和坚硬地质层亦有难以插打到位的缺点。本文以襄樊汉江三桥主桥墩超厚、超大粒径砂卵石层地质情况下的基础钢板桩围堰施工作为研究对象，通过改进设备和施工顺序优化，解决了钢板桩围堰施工中的相关难题。图1主桥总体布置图Fig.1Thegeneralarrangementdiagramofmainbridge1工程概况襄樊汉江三桥为128.5+310+128.5m三跨一联双塔双索面预应力混凝土半漂浮体系斜拉桥。主桥索塔为双直立塔柱形式，高度为122.5m（南塔）

3、和120.3m（北塔），主桥拉索共由4×26对高强度平行钢丝斜拉索组成，按扇形布置。主墩单个承台平面尺寸为19×19×5m，下布置16根直径2m，长度75m的钻孔灌注桩，详见图1。主墩29#~30#墩位处，上覆盖6.2m~7.8m厚为浅黄色或灰色细砂，其下为29.9m~31.6m厚为圆砾和卵石，主要成份为石英，硅质岩，粒径一般为2~4cm，个别最大粒径大于10cm，桩基施工时发现最大粒径达30cm，基岩为泥灰岩和泥岩，根据地勘资料，29#墩和30#墩的地质条件见表1。历年最大流速为4.74m/s，与主桥轴线夹角为63o，下游崔家

4、营水库修建好后，汉江水流流速明显减缓。表1主墩地质勘查表Tab.1Thegeologicalprospectingtableofmainpier墩号土层名称土层顶标高（m）土层底标高（m）容重（kN/m3）内摩擦角（o）粘聚力（kPa）29粉砂+57.202+51.119.0200卵石+51.1+38.321.540030粉砂+59.194+55.919200卵石+55.9+20.521.54002钢板桩围堰设计主墩29#和30#钢板桩围堰均采用拉森Ⅵ（型号为SKSPSX-27），长度分别为18m和21m的钢板桩，围堰内壁尺寸为

5、21.6×21.6m，四周留出1.3m的操作空间。围堰构造图见图2~5。钢板桩围堰分为钢板桩，围囹，内支撑系统，各构件选用的材料见表2。图2第一层支撑平面图Fig.1Theplanargraphofthefirstsupportingsystem图3第二、三层支撑平面图Fig.2Theplanargraphofthesecondandthirdsupportingsystem图429#墩钢板桩围堰立面图Fig.4Theelevationdrawingof29#piersteelsheetpilecofferdam图530#墩钢板

6、桩围堰立面图Fig.5Theelevationdrawingof30#piersteelsheetpilecofferdam3钢板桩围堰施工3.1工艺流程施工准备→导梁制作安装→围囹内支撑（托梁）焊接拼装→围囹内支撑整体下放→钢板桩施打→吸泥清基→围堰封底→承台施工→支撑转换→拔钢板桩3.2施工准备钢板桩运至现场后，应详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2m～3m的短桩作通过试验，锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯、焊补、割除、接长等方法加以整修。为保证插打过程顺利，在锁口处涂以适量的黄油

7、。3.3围囹内支撑施工与以往钢板桩围堰施工采取设置导框打设钢板桩，后抽水从上往下安装支撑的施工工序不同，本工程采取先在钢护筒上设置导梁、导梁底部设置牛腿用于支撑最下面一层围囹，围囹和内撑在钢平台上焊接拼装，并在最下面一层至上面第二层围囹焊接托梁，用于支撑其上的围囹和内撑，然后整体下放的工序。避免了先抽水再安装围囹和内支撑，使内外水压过大增加围囹内撑层数和结构应力。导梁施工前必须进行测量放样，确保围堰位置准确，各边施工空间足够。围囹和内支撑之间的焊接必须牢固，围囹转角处焊三角形钢板。3.4钢板桩施打钢板桩施打以围囹作为导向，采用5

8、0t汽车吊配合DZ90液压振动锤单根插打，遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的原则。插打顺序从上游向下游，一角向另一角插打，在下游合拢。超厚砂卵石层地质条件下钢板桩的施打遇到以下问题，通过改进施工工艺得以克服。1.超厚砂卵石层钢板桩难以插打到位。针对这一问题，