特大桥水中桩基施工技术方案

第３ｌ卷第３期　２００５年９月　湖南交通科技　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．３　Ｓｅｐｔ．２００５　ＨＵＮＡＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　文章编号：１００８・８４４Ｘ（２００５）０３・００８１・０２　慈利澧水特大桥水中桩基施工技术方案　刘培芳。刘宝忠　（路桥集团第一公路工程局天津工程处，天津３００４５１）　摘要：结合常张高速项目澧水特大桥水文地质状况，提出了水中桩基施工采用小型钢　围堰和双层钢笼围堰的技术方案，介绍了方案的实施过程。　关键词：桥；水中桩基；小型钢围堰；双层钢笼围堰　中图分类号：Ｕ４４５．５５　文献标识码：Ｂ　１　工程概况　慈利澧水特大桥是常德至张家界高速公路跨越　澧水的特大桥梁，全桥总长１　５０８．０４　ｍ，下部构造为　桥平台）进行改变，采用小型钢围堰和双层钢笼（即　牛栏架）围堰的方案，３５　、３６　、３７　墩水较深，采用钢　围堰。３８　墩水流急但较浅，拟用双层钢笼围堰。主　要基于下面几方面的考虑：　０２．０～　２．５　ｍ桩基、１．６～２．０　ｍ柱式桥墩、肋式桥　台，上部构造为７×３０　ｍ　Ｔ梁＋４０　ｍ＋４×５０　ｍ＋４０　ｍ　Ｔ梁＋１６×３０　ｍ　Ｔ梁＋４０　ｍ＋９×５０　ｍ＋４０　ｍ　Ｔ　１）３５　～３７　采用小型钢围堰，因水深在４．０～　４．５　ｍ，围堰整体设计吨位在１０～１２　ｔ之间，这样便　于加工制作，吊装下河，浮运就位，封底压浆（只要　在桥位河边设立一个码头，围堰就可用吊车吊装下　河）。　梁，桥址上游８００　ｍ左右处是一座水电发电站。　２水文地质状况　该桥位于澧水中上游，水位受天气的变化影响　较大，桥位处河面较宽，河中心经过多年的沉积，已　形成了一个较大的河洲，上游电站正是利用了该洲　河道分叉口，设立了东西两河道均可独立发电的２　个拦水大坝，由于受电站大坝高差位水的冲刷，东西　河道处，覆盖层较浅，特别是西河道，绝大部分均岩　２）钢围堰采用双壁，浮运就位后注水下沉，再　封底压浆。　３）３８　采用双层钢笼围堰，主要是考虑电站发　电时，直冲而泻的流水，草袋围堰无法实施，而钢笼　本身自重较重，抛填石体后，稳定性好。　４）最重要的一点是采用围堰后，用挖孔桩工艺　替代钻孑Ｌ桩工艺，可缩短工期，节约成本。该桥西河　道主桥的施工，因地质条件的限制，如果采用钻孑Ｌ平　台的施工，则很难保证在有限的工期内顺利施工，更　难保证平台安全渡洪，弄不好功亏一篑。实践证明，　成功实现其条件恶劣、水流湍急的大直径挖孑Ｌ桩工　艺的施工是对大直径的一个补充和完善，能改善桩　面裸露，水流湍急，平常两河道轮流替换的发电，水　位的变化极不稳定，常水位水深在４．０～４．５　ｍ，均　是一泻而过的急流，给施工带来极大困难。　３　施工方案的决策　本工程于２００２年１２月底进场。由于投标时对　该桥水文地质情况了解不够，基础施工方案采用栈　桥钢管桩平台，在具体实施时，难度很大。首先河道　上下游均被电站阻隔，无大型船只来帮助其实现栈　桥钢管桩平台和大型钻机的吊装移运；其二，因覆盖　层较浅，基岩裸露，其栈桥平台无法生根稳定和存在　安全渡洪的问题。其三，电站发电时湍急的流水，船　只停泊困难，施工难度大。基于这些原因，根据实际　情况和反复研究，对控制工期的西河道原方案（栈　基质量，大大降低工程成本。　５）钢筋安装就位可采用墩位移动扒杆吊装。　４　方案的实施　４．１小型钢围堰　４．１．１围堰的加工制作　围堰设计为双层围堰，设计吨位为１０～１２　ｔ，围　堰高４～４．５　ｍ，其要点保证堰体工厂化施工后吊装　运输方便。浮运就位，设计原则在保证挖孑Ｌ桩实施　收稿日期：２００５—０６—１２　作者简介：刘培芳（１９６８一），女，工程师，主要从事路桥施工管理工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

８２　湖南交通科技　３１卷　的原则下，能小就小，减小浮运的水阻力、保证浮运　方案的安全实施。　４．１．２围堰加工尺寸（图１）　×３６　ｍ。如图３。从西岸河边向河心方向在水深　１．５　ｍ时，用双层麻袋围堰，中间用黄土填心，麻袋　堆放要整齐，相互要错缝。　１）设计要点：该河道水浅流急，设计堰体的吃　水深度要控制堰体不搁浅，堰体下水码头最低水位　３　ＩＴＩ左右，因此浮力跟吃水深度要控制好。　１　１ｑｎ　耋　页岩　６８Ｏ　ｒ—　图１　围堰加工尺寸（单位：ｃｍ）　２）堰体加工制作工厂化施工，汽车转运，即堰　体通过２５　ｔ汽车吊装车，运至河边事先做好的码头　上。　４．１．３围堰就位、安装　１）围堰就位采用浮运就位，即堰体吊装入水，　然后浮运到位。　２）浮运前在墩位上、下游各３００　ｍ的河道两岸　位置旋转４个地锚，通过５—１０　ｔ慢速卷扬机牵拉就　位，就位时用红外测距仪精确定位。具体布置图如　图２。　卷扬机３　卷扬机４　图２安装布置图　围堰浮运就位后，注水下沉，然后压浆封底。围　堰内人工开挖桩基。　４．２双层钢笼围堰　３８　墩采用钢笼围堰，首先在墩位上游５０～６０　ｍ　处用片石筑一堤埂，以便挡水并缓冲水流对体堰的　冲击，同时便于钢笼就位，围堰平面尺寸采用ｌ５　ｍ　蝴耀　Ａ—Ａ　潆　钢　图３双层钢笼囤堰示意　往河心水深超过１．５　ｍ处，用钢笼围堰。钢笼　的作用与传统的木笼一样，以钢代木，主要是根据该　桥的实际情况，水流湍急，河床不平，加强笼子的强　度，减少阻水面积，内外两层钢笼宽分别为１．５　ｍ，　中间夹缝填黄泥层按１．５　ｍ设计，围堰高度高出水　平面１　ｍ左右，要考虑大坝放水时波浪的冲击。　钢笼分段制作，每段３　ｍ，对每段进行编号，根　据水深确定高度钢笼的立柱用７　角钢，水平撑和斜　撑用５　角钢，全部焊接而成，钢笼四周用８　铅丝设　置网格。用小船设置扒杆放入水中就位，每吊人一　段，将其内用卵石堆满。然后再向夹缝内填黄泥直　至完成围堰，钢笼与钢笼段与段之间，内层与外层之　间用８　铅丝绑扎牢固。　填筑水位以下部分的黄泥时，最好派潜水工，先　检查钢笼底部是否与河床接触紧密，如有较大的缝　隙，需用麻袋黄泥进行堵塞，黄泥填筑高度与钢笼齐　平。　待检查完毕，安装抽水机对围堰进行抽水，边抽　水边检查围堰漏水情况，如有漏水要进行堵塞。　５　人工挖孔　采用围堰的目的就是用人工挖孔替代机械钻　孔，其特点是操作灵活，全面开花，加快施工进度，具　体挖孔桩操作步骤如下：　１）施工准备：桩孔精确定位，设置护桩并经常　校核。孔口搭设雨棚，井口四周用砼围护，高度高出　排渣面３０　ｃｍ，防止土、石杂物滚人孔内伤人。　（下转第９ｌ页）　●引　●　维普资讯 http://www.cqvip.com

３期　４．２管道固定　雷鸣，等：崖门大桥混凝土设备选型与安装　９ｌ　另一方面，实现机械化自动化生产混凝土，生产　为了尽量不使混凝土泵的振动传给垂直管，弯　管处应适当加固，在管道的振动方向加设支托，将泵　距最近的弯管紧紧固定，以减少振动。　速度快，混凝土性能、质量好，顺利地完成了混凝土　浇筑任务，缩短了施工工期，其优越性非常显著。　６　结束语　１）混凝土设备的正确选型、合理配置，为崖门　大桥长距离、高塔混凝土施工奠定了基础，生产出的　５　技术经济分析　自动化生产与非自动化生产的比较：　非自动化生产，使用包装水泥、包装粉煤灰，采　用人工配料，需要劳动力多，每１　ｍ　混凝土所需人　高性能混凝土具有缓凝、早强、高强、大坍落度、可泵　性好等特点，为崖门大桥主塔和主梁的施工带来了　极大的方便。实现机械化生产，速度快，确保了大直　径、大方量桩基混凝土灌注的连续性。　工费约３０元；自动化生产，使用散装水泥、散装粉煤　灰，采用自动配料，可节约大部分劳动力，从而降低　了人工费，每１　ｍ　混凝土所需人工费约ｌ２元。崖　门大桥总共约７万ｍ　混凝土，实现自动化生产可节　约人工费７　Ｘ（３０—１２）：１２６万元。经过计算每１　ｍ　混凝土的综合价格见表３，该价格包括人工费、　材料费、机械设备费等。　表３自动化生产与非自动化生产的比较　（元・ｍ　）　２）使用水泥筒仓储存散装水泥，因筒仓设有除　尘装置，水泥的输送过程全部处于密封状态、灰尘极　小，符合环保要求。　３）由于我们这里还没有采用砂、石含水量自动　测定仪器，因此，砂、石含水量的测量由试验室人员　完成，每次生产混凝土前由试验人员先测定砂、石各　自的含水量，生产过程中还要根据气温、天气变化情　况实时跟踪，进行调整，以确保混凝土配合比的准确　性。　参考文献：　［１］张常耀，夏国胜．新时期公路筑养设备更新发展投资模式的探讨　［Ｊ］．中南公路工程，２００１，２６（３）．　由表３可知，全桥混凝土价格成本可节约１０５　［２］康敬东．袋装道路沥青及其处理设备应用现状［Ｊ］．中南公路Ｔ　程，２００２，２７（４）．　万元，综上分析说明，采用自动化生产混凝土可降低　生产成本，经济效益明显。　（上接第８２页）　架正确牢固定位，在主筋上安装钢筋“耳环”。　５）灌注砼：采用常规的水下砼灌注。　２）挖掘：①挖掘时，不必将孔壁修成光面，要使　孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。②挖孔时　如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡造　成塌孔。③桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续　作业，不宜中途停顿，以防塌孔。④挖孔达到设计深　度后，进行孔底处理，必须做到孔底无松渣、泥、沉渣　６　结语　通过项目全体施工人员的刻苦攻关、严格把关，　实施了上述技术方案，确保了工程进度、质量和安　全。　参考文献：　［１］．ｒｒｊｏ４１—２０００，公路桥涵施工技术规范［ｓ］．　［２］孙大权．公路工程施工方法与实例［Ｍ］．北京：人民交通出版社．　２００２．　土。⑤挖孔到潜水层水时，可采用水泥砂浆压浆。　⑥孔径、孔型和倾斜度采用外径为桩基钢筋直径加　１００　ｍｍ，长度为４—６倍外径的钢筋检孔器吊入孔　内检测。　３）护壁：根据本合同地质情况，拟采用现浇内　外齿型砼护壁，在砼护壁中配置　８钢筋。护壁模　板采用自制钢模板。　［３］黄绳武．桥梁施工及组织管理［Ｍ］．北京：人民交通出版社．　１９９９．　［４］杨理准，武吉中，余军．公路施工手册（基本作业）［Ｍ］．北京：　４）钢筋骨架制作及安装；根据施工条件，挖孔　桩钢筋骨架可在孔外预扎后吊入孔内。为使钢筋骨　人民交通出版社．１９９２．