大直径圆形钢板桩围堰施工技术--工程概况

                                                                                    大直径圆形钢板桩围堰施工技术

                                  李仁民1刘伟2陈晓凤1

                                 (1.东南大学岩土工程研究所 ;2.中交三公局第二工程有限公司)

摘要:水中承台施工目前多采用双臂钢围堰、锁口钢套箱、双排钢板桩围堰和钢板桩围堰等方案，上述方案整体性好,刚度大,抗变形能力强,但造价较高。钢板桩围堰由于施工周期短、综合成本低等特点,越来越多的深水基础开始采用。钢板桩刚度小，变形大，一般深围堰均采用多道内支撑，挖土不方便,工期长,造价高。徐明高速淮河特大桥 20# 承台为直径 26.0m 的圆形承台,采用圆形钢板桩围堰,直径31.64m,桩长27m，布设了7道H型钢围檩,没有设置水平对撑。本文结合该实例介绍了钢板桩的打拔、围囹安装、钢板桩锁口漏水处理、硬粘土层湿挖、封底混凝土浇筑等大直径圆形钢板桩围堰施工成套技术。

关键词:圆形围堰 钢板桩 无内支撑 H型钢围檩 施工技术

1引言

目前水中承台施工可以采用双臂钢围堰、锁口钢套箱、双排钢板桩围堰和钢板桩围堰等方案。例如钱江四桥1、七浦塘大桥2、襄樊汉江五桥3等围堰均采用双臂钢围堰方案;青岛海湾大桥4、集美大桥5等采用锁口钢套箱围堰;雁洲水(船)闸工程6、长兴造船基地7等采用双排钢板桩围堰。上述方案整体性好刚度大,抗变形能力强,但造价均较高。单排钢板桩围堰施工周期短、综合成本低等特点，越来越多的深水基础也开始采用钢板桩围堰，例如南京江心洲右汊大桥8和汉宜铁路彭市汉江特大桥19京沪高速铁路济南黄河大桥[10],单排钢板桩由于刚度小,抗变形能力小，一般均设置一道或多道内支撑[8~10]。

徐明高速淮河特大桥20#承台为直径 26.0m 的圆形承台,基础采用群桩基础,承台基坑开挖深度达16.9m(封底混凝土3.0m)。经过方案比选确定承台基坑开挖采用了无内支撑的圆形钢板桩围堰，围堰直径为31.64m,钢板桩桩长为27m,坑内没有设置水平内支撑,仅设置了7道H型钢围檩。本文结合该实例介绍了大直径圆形钢板桩围堰的施工技术。

2 工程概况

徐明高速淮河特大桥起讫桩号为K116+835.5~K117+206.5,主桥全长371m，采用246m+125m的独塔双索面斜拉桥,塔墩固结体系,主跨为分离式钢箱梁,副跨为分离式混凝土箱梁。

主桥20#承台位于淮河主河道中，为水下承台，承台平面尺寸为直径26.0m的圆形承台，基础采用群桩基础。承台基础形式见图 1。

桥址处淮河常水位13.0~14.0m，设计防洪水位为16.5m,根据施工计划,主桥安排在汛期施工，钢板桩方案设计计算时,设定控制水位为设计洪水位+16.5m;河床顶面标高为+10.5m，承台底标高为+2.667m,洪水水面到承台底高差为13.833米，基坑开挖深度达16.9米(封底混凝土3.0m)。钢板桩设计长为27m，其顶面控制标高为+17.0m，桩底标高为-1000m,钢板桩有效人土深度9.6m。

1.1工程地质条件

本项目横跨淮河。桥位区附近地貌单元分别为淮河冲积平原的河漫滩、一级阶地及江淮波状平原的二级阶地,地势平坦,河水平静,水面开阔,河宽约450m,主河槽最大水深13m，流速4.0m/s。承台处涉及地层主要为:软土、粉土、粉砂、细砂、粘质黄土、砾石土等。钢围堰埋深范围内地质情况:

①层软土,灰色,流塑,主要由淤泥质粉质粘土和粉土组成，层厚 2.6m~6.0m。

②层 砂质粘土,硬塑,密实坚硬,含少量锰铁结核,偶见砾片,层厚2.5m~4.0m。

③层 粉沙,灰黄色,饱和,密实,局部夹粉质粘土和粉土薄层,层厚6.0m~11.5m。

1.2水文条件

淮河7-9月份为丰水期,11月至翌年2月为枯水期。汛期淮河水位升幅较大，常淹没两岸的低洼地区。淮河设计防洪水位为+16.50m，警戒水位为+19.0m,保证水位为+19.60m;最高通航水位+19.16m，最低通航水位+10.82m，枯水季节水位在+12.5m左右，方案设计时,考虑到施工期处于丰水季节,设计洪水位按+16.5m考虑，钢板桩顶控制标高为17.0m。