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長(zhǎng)青沙二橋水中墩圍堰施工方案對(duì)比

發(fā)布時(shí)間:2014-07-27 16:05

  1 工程概況
  1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
  長(zhǎng)青沙二橋是江蘇省如皋市重點(diǎn)交通工程項(xiàng)目之一,是如皋港連接線(G204南延)二期工程中的控制性工程。大橋全長(zhǎng)1046m,跨徑布置為(4×35)m+(3×35)m+(95+218+95)m+(3×35)m+(4×35)m+(4×35)m,橋梁總寬度為26.5m。主橋采用(95﹢218﹢95)m仙鶴型雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,引橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為35m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。主橋結(jié)構(gòu)體系為半漂浮體系,引橋?yàn)橄群?jiǎn)支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。
  6#~20#墩位于長(zhǎng)江北汊中,承臺(tái)均埋置于河床面以下,各墩參數(shù)如表1。6#~20#墩承臺(tái)參數(shù)表表1
  1.2水文地質(zhì)
  1.2.1水文
  橋址河段處在長(zhǎng)江感潮河段、河段既受上游徑流的影響,又受到潮汐的影響,為非正規(guī)半日淺海潮,每日兩漲兩落,潮汐的日不等現(xiàn)象明顯,一天中兩次高潮位相差較大,兩次低潮位比較接近;潮波受河槽阻力和徑流的影響變形強(qiáng)烈,漲落潮歷時(shí)不對(duì)稱,漲潮歷時(shí)短,落潮歷時(shí)長(zhǎng),潮波變形程度大潮比小潮強(qiáng)烈。
  水流流速為3.0m~3.9m/s,高潮時(shí)水位4.5m,低潮時(shí)水位-0.15m。橋墩處河床面高程在-2.3m~1.8m左右,漲潮時(shí)水深近6米,退潮時(shí)為灘涂。
  1.2.2地質(zhì)
  根據(jù)土體成因、時(shí)代、埋藏分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì)的差異,將勘察深度范圍內(nèi)以淺的土體劃分為9個(gè)工程地質(zhì)(亞)層,土體為第四系松散層,多為新近期的河相漫灘沖積物為主。水中基礎(chǔ)施工涉及地質(zhì)描述如下:①層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:灰色,流塑, 無(wú)搖震反應(yīng),干強(qiáng)度和韌性中等。全區(qū)分布,層底深度1.7~11.5米,層厚0.9~11.5米。②層粉質(zhì)粘土夾粉土:灰色,流~軟塑,夾稍密狀粉土。無(wú)搖震反應(yīng),稍有光澤,干強(qiáng)度和韌性中等。部分地段缺失,層底深度3.0~22.5米,層厚0.8~11.9米。③層粉土夾粉砂:灰色,濕,稍~中密,夾稍密狀粉砂。搖震反應(yīng)迅速,無(wú)光澤,干強(qiáng)度和韌性低。局部缺失,層底埋深19.0~23.5米,層厚8.0~17.9米。
  2 圍堰方案比較
  長(zhǎng)青沙二橋主橋8#、9#墩水中承臺(tái)平面尺寸較大,承臺(tái)底面位于河床面,每天受到兩次潮水的影響,漲潮時(shí)水深約6米,退潮時(shí)水深約2米,施工難度極大。如何結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,制定切實(shí)可行的施工方案,以利簡(jiǎn)便施工,降低成本,加快進(jìn)度,成為水中承臺(tái)施工的關(guān)鍵。目前,水中基礎(chǔ)圍堰常規(guī)施工方法有鋼圍堰法和鋼板樁圍堰法兩種。鋼圍堰分吊箱圍堰和套箱圍堰,由于吊箱圍堰帶有底板,在吊裝前必須將吊箱底板下河床從標(biāo)高-2.0m清除至標(biāo)高-7.0m,約5米深。因受水下作業(yè)和基坑土體穩(wěn)定性以及水流急的影響,實(shí)際清除河床范圍會(huì)大大超過(guò)吊箱底板。同時(shí)要求基底平整,工作量和施工難度均很大,要保證吊箱圍堰平面位置及垂直度,亦非常不容易,尤其是在施工過(guò)程中若發(fā)生基底局部凸出造成吊箱無(wú)法下沉到位時(shí),處理起來(lái)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)事,而且危險(xiǎn)性大,受潮水影響,高潮位作業(yè)只時(shí)間短,同時(shí)吊箱無(wú)法周轉(zhuǎn)使用。所以圍堰施工方案比較時(shí)圍堰采用單雙壁結(jié)合形式的套箱圍堰。下面以8#、9#主墩圍堰為例,筆耕論文新浪博客,針對(duì)本工程特點(diǎn)從方案設(shè)計(jì)、施工工藝、工期三方面進(jìn)行比較。
  2.1方案設(shè)計(jì)
  2.1.1鋼圍堰
  鋼圍堰采用單雙壁結(jié)合形式,圍堰頂高程為+5.0m,圍堰底高程為-9.8m,封底混凝土厚2.8m,圍堰總高度為14.8m,其中雙壁部分高度為12.4m,頂部單壁部分高度為2.4m。圍堰平面內(nèi)尺寸為27.4×23.7m,壁厚1.6m。單個(gè)鋼圍堰重967.7t,混凝土2606m3。
  主墩鋼圍堰立面布置圖如圖1。
  圖1 鋼圍堰立面布置圖(單位:mm)
  2.1.2鋼板樁圍堰
  鋼板樁圍堰頂高程為+5.0m,圍堰底高程為-19.0m,封底砼厚2.8m。圍堰平面尺寸為30×25.2m,共設(shè)置兩道內(nèi)支撐。單個(gè)鋼板樁圍堰重463t,內(nèi)支撐124.7t,混凝土2056m3。
  主墩鋼板樁圍堰立面布置圖如圖2。
  圖2 主墩鋼板樁圍堰立面布置圖(單位:mm)
  由于本工程承臺(tái)高度為4.8m,為保證圍堰內(nèi)支撐不對(duì)承臺(tái)施工造成影響,第二道內(nèi)支撐設(shè)置在承臺(tái)面以上0.7m,鋼板樁圍堰在抽水后上下支撐間距為6.0m(考慮封底砼對(duì)鋼板樁有效支撐點(diǎn)位于封底砼面以下0.5m)。
  通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的拉森Ⅳ型鋼板樁不能滿足本工程施工需要,須采用日本進(jìn)口的SKSP-SX27型(即拉森Ⅵ型高強(qiáng)度鋼板樁),由鋼板樁差數(shù)對(duì)照比較可知:拉森Ⅳ型鋼板樁每米慣性矩只有拉森Ⅵ型鋼板樁的68%,每米截面模量只有拉森Ⅵ型鋼板樁的84%。
  2.1.3設(shè)計(jì)方案比較
  鋼圍堰壁板剛度較大,只需設(shè)置一道內(nèi)支撐,鋼板樁圍堰鋼板樁剛度較小,需設(shè)置兩道內(nèi)支撐;鋼圍堰的整體穩(wěn)定性主要依靠圍堰外側(cè)土體的作用和圍堰自重,而鋼板樁圍堰的整體穩(wěn)定性主要依靠圍堰外側(cè)土體的作用和鋼板樁的入土錨固。
  根據(jù)目前9#墩作為樁基施工期防止鋼護(hù)筒沖刷而插打的鋼板樁情況來(lái)看,河床對(duì)圍堰沖刷較大,沖刷最深處已達(dá)承臺(tái)底面以下7.5m,常規(guī)鋼圍堰設(shè)計(jì)時(shí)圍堰底標(biāo)高即為封底砼底標(biāo)高,但針對(duì)此工程而已,圍堰底標(biāo)高確定時(shí)還需考慮沖刷的影響,圍堰設(shè)計(jì)深度將加大,同時(shí)圍堰在吸泥下沉到位后還需對(duì)圍堰內(nèi)封底面以下空間進(jìn)行回填再澆筑封底砼;而鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)時(shí)已考慮鋼板樁入土錨固深度,河床沖刷對(duì)圍堰影響較鋼圍堰小。
  2.2施工工藝
  2.2.1施工工藝
  鋼圍堰法施工工藝為:先進(jìn)行鋼圍堰的設(shè)計(jì)、場(chǎng)地分塊加工制作、現(xiàn)場(chǎng)底節(jié)拼裝、吊裝下放、上節(jié)拼裝接高、砼配重(或注水)下沉、圍堰內(nèi)吸泥清淤、澆筑封底砼,最后圍堰內(nèi)抽水進(jìn)行承臺(tái)施工。
  鋼板樁圍堰法施工工藝為:先進(jìn)行鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)、鋼板樁逐根插打至合攏、下放安裝內(nèi)支撐、圍堰內(nèi)吸泥清淤、澆筑封底砼,最后圍堰內(nèi)抽水進(jìn)行承臺(tái)施工。
  2.2.2施工工藝的比較
 、、鋼圍堰在設(shè)計(jì)圖確定后,需根據(jù)豎向分節(jié)及平面分塊進(jìn)行加工制作,同時(shí)為保證圍堰拼裝后整體結(jié)構(gòu)受力及面板拼接縫的效果,對(duì)加工制作要求高;
 、、鋼圍堰組拼并且受潮水影響,高潮位作業(yè)時(shí)間短,投入大,工期長(zhǎng)。底節(jié)拼裝時(shí)須在鉆孔平臺(tái)拆除后搭設(shè)拼裝平臺(tái),施工量大,施工周期長(zhǎng);
 、、鋼圍堰下放須設(shè)置吊掛系統(tǒng)、下放導(dǎo)向系統(tǒng);而鋼板樁利用導(dǎo)向架進(jìn)行單根插打,施工工藝簡(jiǎn)單;
 、堋搰呶嘞鲁?xí)r須對(duì)稱澆筑壓重砼后注水,下沉過(guò)程中須不斷校正其平面位置控制傾斜度,施工要求高;
 、、鋼圍堰施工較鋼板樁圍堰施工工序較多、所需吊裝設(shè)備多、施工作業(yè)面大。
  2.3施工工期
  以主墩基礎(chǔ)圍堰施工為例,分別對(duì)采用兩種方法施工工期進(jìn)行比較。
  工期比較時(shí)所列工序主要為影響主墩工期的關(guān)鍵工序如鋼圍堰拼裝、下放、接高、圍堰內(nèi)吸泥及鋼板樁插打、內(nèi)支撐下放安裝、圍堰內(nèi)吸泥等,不包含鋼圍堰的制作、運(yùn)輸及鋼板樁接長(zhǎng)、內(nèi)支撐加工等不占用關(guān)鍵線路的工序。
  主墩單個(gè)鋼圍堰施工工期如圖3。
  圖3主墩單個(gè)鋼圍堰施工工期
  主墩單個(gè)鋼板樁圍堰施工工期如圖4。
  圖4主墩單個(gè)鋼板樁圍堰施工工期
  由比較可知:鋼圍堰法施工占用關(guān)鍵線路工期為88天,鋼板樁圍堰法施工占用關(guān)鍵線路工期為35天,鋼板樁法施工比鋼圍堰法施工節(jié)約53天。

 



本文編號(hào):7006

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