安徽建筑 ２０１３年第４期【总１９２期） 几种承台施工方法在嘉绍大桥跨南岸规划堤引桥 Ｓｏｍｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｉｌｅ ＰＩａｔｆ０ｒｍ ｉｎ ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｋｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈ Ｃｏａｓｔ Ｐｌａｎ ｆｏｒ 的应用 Ｊｉａｓｈａｏ Ｂｒｉｄｇｅ ‘ 纪光平 （安徽省交通建设有限责任公司，安徽合肥２３００００） 摘 要：由于围垦工程提前施工，嘉绍大桥跨南岸规划堤引桥承台施 工条件发生了极大变化，造成４个墩位水文、河床形态各不相同。本文 介绍了钢吊箱、钢围堰、土围堰等施ｚ－方法在规划垮堤引桥的应用情 况，比较了３种施工方法在钱塘江水域的适用条件。 关键词：嘉绍大桥；钢吊箱；钢围堰；土围堰 中图分类号：Ｕ４４３．２５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ００７—７３５９（２０１ ３）０４—０１ ４７—０４ １ 工程概况 嘉绍大桥南岸跨规划大堤引桥基础采用分幅式承台结构。 原设计有底钢吊箱进行承台施工。但由于规划大堤的填筑施工 和提前合拢，造成了大堤附近的泥面和水文条件发生了剧烈变 化。承台施工根据泥面和水文变化条件，综合选用了多种承台 施工方法。 １．１概述 嘉绍大桥跨南岸规划堤桥采用连续刚构结构形式，跨径布 置为７０＋１２０＋７０ｍ，墩号为Ｎ７一Ｎ１０，桥面采用分幅式单箱双室 混凝土箱梁，其中Ｎ８ 、Ｎ 为主墩，Ｎ７ 、Ｎ１ 为过渡墩。桥型布 置如图１所示。 桩基础采用群桩基础，承台采用对水流适应性较强的圆形 分离式承台，各承台数据参数见表１。 １．２水文地质条件 ①桥位区的钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌 潮汹涌。桥区水域涨落潮流路分歧，河床底质颗粒较细，起动流 速低，易冲易淤，加上上游来水丰、枯变化，河床变化剧烈。 ②尖山河段潮流为非正规半日浅海潮流，水流属往复流， 但不对称性较明显，涨潮流大于落潮流。平均涨潮历时 ３ｈ３４ｍｉｎ，平均落潮历时８ｈ５１匡 ｍｉｎ；测点最大涨潮流速为 ６．６５ｒｄｓ，测点最大落潮流速为４．４０ｒｄｓ。 ③１００年一遇设计涌潮高度为３．０ｍ，５年一遇设计涌潮高 度为２．５ｍ。涌潮试验得到桥位附近涌潮流速可达９．０ｒｉｇｓ一 １０．０ｍ／ｓ。涌潮产生的水动力对桥墩建筑物的作用主要集中在低 水位以上１倍涌潮高度范围内。 ④由于跨规划大堤引桥的特殊性，使得Ｎ７、Ｎ８处于堤外， Ｎ９、Ｎ１０处于堤内，前期预留龙口，Ｎ９、Ｎ１０墩承台受冲刷作用， 规划大堤合拢后，河床将不再冲刷。 ⑤桥位线第四系覆盖层南侧较薄，水域厚度为１３０ｍ— ｌＯＯｍ。承台处泥面为亚砂土，松散～中密。桥位区普遍分布，厚 收稿臼期：２０１３－０７－１５ 作者简介：纪光平（１９６９－），男，安徽池州人，毕业于安徽建筑大学，学 士，工程师。 图１总体桥型布置 交 通 工 程 研 究 与 应 用 图２规划堤预留龙口 图３大堤合拢后泥面变化 ２０１３年第４期（总１９２期】 安徽建筑 交 通 工 程 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 ＿ ５５０ｏ ， ｌ ｌ ） ： 匿 雪 逊ｉ 誊 ｌ ｊ 台瓜标 ， ２．ｏ０ ｌ 多麟 ● 量．１ 剪ｆ 时力誓 承１Ｏ 鹿 旨７｝＂耀鹰－５ｒ－７５０ ±标．５鹰】ｃ 斗黝。。 ± ’｝１． ’一． ．。 娃疑 ＜＞ Ｌ／ ＼＼雇撼 ２ｏｏ： ：１００ Ｉ１２００Ｉ硼 Ｉ２７卯盯邬 Ｉ２７５０ １ 钢吊籍下沉酎位时 钢吊箱内千施工时 钢吊糟Ａ—Ａ剖面圈 ●■■■■■■■■■■■●●■一 图４钢吊箱施工 南———’ 图５规划堤桥Ｎ８。墩现阶段施工平台泥面观测纵断面图 图６规划堤桥Ｎ８ 墩２０１０年１月至６月泥面变化曲线图 ＩＩ ＿三 １０ Ｄｏｃ 啊堰顶Ｉ 示高 ＋７２００ —－ ＿●—— 一 ［ 日－ Ｉ 育水位 —— 一 －．一 芷± 一 ｏｃ ） 特 工水位 ＣＯＯ ＿ § ～ ／岩 ∞ ＿ 导 一 ｌ内灌砂 承台钢挂撮支设 岢 面标高 －２．８ ＝ 一 导 】装 ｌ士４００＇ ６ ＿—— ， Ｉ ，’－ｌ 向 灾葺 钢护筒 ＂７７－． ／ 剪： ’■ ● ●ｌ＿ ／ ／１ｊ ０× ８ ｝ 一 窿标高 善 回壤砂垫晨 ．５ｍ Ｊ ！ Ｍ 一 一 ｌ。亚砂土ｌ… ’ １ ００量∞ ６０（ 一 ５００Ｏ Ｃ 一 。 ５０００ １６００１５１１０ 钢窜堡王基到篷时 尽墨童蕉墨基圭时 图７钢围堰立面结构图 度１０．９０ｍ一２６．５０ｍ，水域厚度较小，向两岸厚度逐渐变大。 １．３地质条件变化过程 地质状况变化大致分为３个阶段，即原始阶段、大堤施工 阶段和大堤合拢完成阶段。 １．３．１第１阶段（原始阶段） ２００９年５月中旬，规划大堤开始沿桥位上下游两侧相向 （向桥位方向）开始合围填筑。根据我部早期观测的数据显示， 河床泥面开始由我部进场的…９．０ １ １．０ｍ小幅淤积抬升至 一８．Ｏｍ一一１０．０ｍ。 １．３．２第２阶段（规划堤施工阶段） ２００９年ｌ１月上旬，规划堤第一阶段合围基本完成，只在 桥位下游侧预留一长度约３００ｍ的龙口（见图２）。观测显示，此 时各墩河床的泥面情况如下： Ｎ７ 墩在一８．０ｍ—一９．０ｍ之间； Ｎ８ 墩在一７．０ｍ—．７．５ｍ之间； Ｎ 墩在一３．０ｍ—．５．０ｍ之间； ＮＩ 墩在…３．０ｍ ３．５ｍ之间。 １．３－３第３阶段（规划堤合龙完成阶段） ２０１０年３月底，我部完成规划大堤桥的钻孔桩施工，规划 大堤桥第二阶段合围开始。２０１０年４月中旬，最后的龙口合围 完成。堤内外隔断，堤内开始吹填造地，泥面迅速抬升（见图 ３），其中，Ｎ７ 墩离规划堤较远且处于水中，墩位处泥面变化不 大，仍按原钢吊箱方案进行实施。Ｎ９＃墩最低的泥面标高在 ＋４．３ｍ左右，Ｎ１０泥面标高也在＋４．３ｍ左右，致使堤内的Ｎ９＃和 Ｎ１０＃墩墩位近似陆地，承台施工无法实施钢吊箱方案。Ｎ８ｔ墩 虽然在堤外，但离墩位较近的规划大堤上游来水侧设置了丁 坝，丁坝的阻水和涨落潮的反复作用致使大堤上的宕渣和石块 缓慢坍塌至墩位，再加上墩位处平台钢管桩的阻挡作用，致使 规划堤和墩位之间的泥面南高北低呈阶梯状（见图３）。 堤内的Ｎ９＂和ＮＩＩＹ＇墩按照干施工工艺进行实施，因该两 墩靠近江边，地下水丰富，基坑开挖需辅以井点降水来确保坑 壁的整体稳定性。基底顶面需低于承台底不少于５０ｅｍ，以满足 承台底层混凝土的浇筑厚度。垫层完成后，按陆地区干施工工 艺，进行承台钢筋、模板和混凝土工程施工。 ２几种承台施工方法的应用情况 南岸跨规划堤引桥原计划采用有底钢吊箱进行施工，但由 于规划大堤施工提前，水文和地质条件发生了变化，原有施工 工艺已不能适应新的现场条件。经比选，跨规划堤引桥４个墩 位处承台采用了３种施工工艺。其中：Ｎ７ 过渡墩采用有底钢吊 箱施工工艺；Ｎ 主墩采用无底钢围堰施工工艺；Ｎ９ 、Ｎ１ 墩 采用土围堰施工工艺。 ２．１钢吊箱的应用 根据规划堤施工阶段泥面变化观测数据，与表１数据对照 可以看出，各墩泥面标高均低于承台设计底标高不少于２ｍ，满 足吊箱的安装空间需要；且墩位处因涨落潮有石块淤积（钢护 筒沉放时可知石块淤积厚度约２ｍ左右），无底钢围堰方案下 沉困难。鉴于以上两点，Ｎ７ 墩采用有底钢吊箱进行施工。 钢吊箱设计总重约为１１０ｔ，桩基施工完成后，拆除护筒区 与施工平台之间的联系，用８０ｔ履带吊拼装钢吊箱，并用４台 安徽建筑 ２０１３年第４期（总１９２期） 施工。 钢围堰采用双壁无底结构，壁厚ｌｍ。将钢围堰内径按照设 计承台直径１３．２ｍ设置，因墩位处存在大量大堤围垦石块，围 堰刃脚角度相对较陡，按３０设计，并做适当的加强处理以增大 其刚度。钢围堰采取壁体注水、刃脚吸泥下沉，同时辅以人工水 下探摸，辅助清理刃脚处块石的办法。钢围堰下沉到位后进行 封底混凝土施工。 钢围堰下沉和混凝土浇注示意图如图７一图８所示。 由于钢吊箱外形尺寸较大、钢护筒数量较多，受到水流力 和波浪的影响，为了确保钢吊箱在就位时下口不至于向下游倾 斜，在外侧护筒上设置导向限位装置，利用限位装置控制钢套 箱下沉时的垂直度和平面精度。由于钢围堰与钢护简间隙为 丰 圈８无底钢围堰平面布置图 十＿西 东１ ■平台州 １４４ ７９ Ｉ 图９土围堰施工 Ｎ 一Ｎ１ 墩单个承台参数表 表１ 千斤顶同步下放，辅以注水下沉，下放到设计位置后，迅速安装 所有拉压杆，完成承台封底作业，再抽水进行承台钢筋、模板和 混凝土施工。 综合考虑吊箱受力和钱塘江潮水情况，考虑吊箱下放时千 斤顶始终受力，避免出现吊箱浮力大于吊箱自重工况的出现，匿 故采取高潮位时下放。 施工过程按照设计方案进行施工。整个下放过程在一个潮 水内完成，历时约４ｈ。下放速度快，施工功效较高。 ２．２钢围堰的应用 龙口合拢后，Ｎ８ 墩处于大堤外，但大堤围垦单位再离墩位 较近的规划堤上游来水侧设置了丁坝，丁坝的阻水和涨落潮的 反复作用致使大堤上的宕渣和石块缓慢坍塌至墩位，再加上墩 位处平台钢管桩的阻挡作用，使得Ｎ８ 墩处的泥面迅速抬升， 且规划堤和墩位之间的泥面南高北低呈阶梯状。 规划堤合拢完成阶段地质变化如图中显示，Ｎ８ 墩中心处 泥面约一３ｍ左右，且积石较多，有底钢吊箱无法实施。根据施 工条件变化情况，将原有底钢吊箱施工方案变更为无底钢围堰 １ｍ，导向采用 ８００×１０钢管制作。钢管与钢护筒之间设置加 劲撑，确保钢管与钢护筒连可靠。同时，在导向钢管内灌砂，以 增加导向钢管的刚度。 钢围堰下放前，为确保钢围堰下放人泥后不发生倾斜，必 须在围堰刃脚入泥处进行泥面找平处理。由于泥面呈现阶梯状 分布，泥面南高北低。布置了４台空压机和３台搅吸式挖泥机 在高潮位时在东、西、南侧进行了吸泥预处理，减小了泥面高 差。 由于规划大堤填筑用石块受潮水冲刷，部分散落于Ｎ８ 承 台墩位处。钢围堰下沉时，刃脚处块石严重阻碍了钢围堰下沉 速度。施工过程采用潜水员水下探摸，刃脚处水枪辅助射水吸 泥等加快刃脚下沉速度。单个钢围堰仅下沉耗时２５ｄ，下沉效 率较低。 ２．３土围堰的应用 规划堤合拢完成后，堤内外隔断，堤内开始吹填造地，泥面 迅速抬升，Ｎ９ 墩最低的泥面标高在＋４．３ｍ左右，Ｎ１０泥面标高 也在＋４．３ｍ左右，致使堤内的Ｎ９ 和Ｎ１０＃墩墩位近似陆地，原 设计钢吊箱方案施工承台已无法实施。 由于堤内基本不受钱塘江潮水的影响，堤内的Ｎ９ 和Ｎ１ｏ＃ 墩可按照干施工工艺进行实施，因该两墩靠近江边，地下水丰 富，基坑开挖需辅以井点降水来确保坑壁的整体稳定性。基底 顶面需低于承台底不少于５０ｅｍ，以满足承台垫层混凝土的浇 筑厚度。垫层完成后，按陆地区干施工工艺，进行承台钢筋、模 板和混凝土工程施工。 Ｎ 、Ｎ１ 墩位处系新围垦而成，表层土质系粉砂，土质疏 松。基坑开挖直接采用吸砂泵完成，单个基坑吸砂和土围堰吹 填（含左右幅）完成仅用时１０ｄ，施工效率较高。 ３几种承台施工方法的适用条件 几种承台施工工艺在钱塘江水域使用各有优缺点和适应 性，综合几种承台的方案确定和实施过程，列表对比见表２。 ４结语 南岸跨堤桥受客观条件限制，施工难度极大，施工历时较 长。通过实际施工证明上述方案是可行的。 ①尽快吊箱封堵完成封堵。有底钢吊箱下放到位后，必须 （下转第２１５页） 交 通 工 程 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 墨１ Ｉ安徽建筑 ２０１３年第４期（总１９２期） 钻进至试验标高以上１５０ｒａｍ处应停止钻进，清除孔底残土；ｂ． 标贯试验采用自动脱钩的自由落锤法，并减小导向杆与锤间的 摩阻力．ｃ．标贯试验时，先将整个杆件系统连同静置于杆件顶端 的锤击系统一起下到孔底。 ３．２．４搅拌桩桩土应力比检测 ①通过试验段全过程的跟踪检测、监测，积累第一手的试 验检测（监测）数据，通过综合分析和预测，验证地基处理与土 石方填筑方法、施工工艺和检测指标的合理性，为推广应用于 全场大范围地基处理与土石方设计，优化施工控制措施提供科 学依据。 为检测桩体和土体共同承担上部荷载的应力分配，在填方 Ⅲ区选择２处进行试验，每处在相邻的２个搅拌桩顶和桩间土 各埋设２个土压力测试装置，直线排列。当每级荷载施加完成 稳定后量测接触压力，得出应力比与荷载关系。埋设前应清理 ②在试验段的试验检测管理工作中，通过现场巡查等手 段，协助监理单位进行质量过程控制，协助编制质量管理文件； 对用于本项目的施工规范、评定标准、试验规程等外来技术性 文件进行确认；协助监理单位管理施工单位试验室，提高试验 段的试验检测工作管理水平；协助监理单位进行全工程的质量 分析与评价，为后续全面开工的二期机场扩建工程提供示范和 借鉴。 ③在本项目中，派驻现场的项目组依托科研院中心试验室 的丰富资源，严格按照机场指挥部、监理单位的有关要求，不局 限于试验段的试验检测和技术服务工作，协助主管单位进行后 桩头。选用土压力测试装置应注意量程及精度符合本工程实 际。 ３．２．５现场直接剪切试验 检测搅拌桩２８ｄ龄期复合地基抗剪强度。在边坡Ａ区进行 ２个现场直接剪切试验，并按规范要求提供成果分析。 ３．２．６搅拌桩复合地基载荷试验 检测搅拌桩２８ｄ龄期复合地基承载力，在填方Ⅲ区进行２ 处试验，应提供承载力特征值及变形模量。 ３．２．７土基反应模量试验 土方填筑完成后，在填方Ｉ、Ⅱ、Ⅲ区各进行１点土基反应 续全扩建工程的质量策划和技术服务工作，为业主的质量监督 和管理工作提供参考依据。 模量试验。其中，填方Ⅱ区应在超载部分卸载后检测。 参考文献 ［１１ 褚爱霞．】道路质量控制与道路试验段施工［Ａ】河南省土木建筑学会 ２００８年学术大会论文集【ｃ】．２００８． 【２】闫法志．对如何加强公路工程试验检测工作的研究【Ａ】．公路交通与 建设论坛（２０ｌ１）『ｃ】＿２００３． ４结’语 ｝ ｋ—９■｝螺９■｝夸 、９■｝夸 ｊ ｊ ｊｋｒｊ ｊ ｝・ ｝，：Ｉｋ，ｊ 夸ｌｅ，ｊ —：ｊ ｒ夸 ｊ ｒ ｝窜 ｒ— ｝ ｋ ｝ ｋ—：》 ｋｒ 》 ｊ ｜ｋｒｊ ｊ ｝ｊ ｊｋｒ Ｉ ’ ｝ 坐业 ｋ ’夸 ｝ 检 测 、 （上接第１４９页） 试 几种承台使适用条件对比表 表２ 验 与 测 量 技 术 匿 尽快进行钢护筒和钢吊箱间孔洞的封堵施工。本工程封堵采用 ③加强泥面监测。Ｎ８ 墩处于靠近大堤的河道内，受钱塘江 强涌潮影响，钢围堰下沉过程中，北侧刃脚处泥面急剧降低。钢 围堰下沉到位后，入泥仅ｌｍ。后采用砂袋抛填措施进行了加 潜水员平潮时水下推动钢吊箱底板预设的封堵板。由于单个钢 吊箱内共４根钢护筒，封堵工程量不大。建议后续工程施工时， 可适当增加潜水员数量，加快封堵效率，尽量在下放到位后一 个平潮时段完成封堵施工。避免涨潮时泥沙进入钢吊箱内，造 成封底施工时，混凝土夹砂而影响封底质量。 固，确保了钢围堰结构安全。后续施工中，应严格监测钢围堰埋 深，及时防护。 安 徽 建 ②掌握地质及变化情况。尤其进行钢围堰下沉时，应及时 掌握泥面及地质情况。尤其注意刃脚处地质情况，避免大块孤 石造成钢围堰下沉困难和偏位。 参考文献 陈宁贤，吕贤良．大型钢吊箱围堰的带和阻碍提升和下放施工技术叽．铁 道建筑，２００９（１）． 筑 田