東江梨川大橋主墩承臺復合型圍堰施工技術

鄭輝

摘 要：東莞市東江梨川大橋為主跨138m的曲塔曲梁無背索斜拉橋，主墩承臺位于南堤路一側東莞水道岸坡，地質條件復雜，施工難度大。本著加快施工進程和提高經濟效益，綜合分析，權衡優劣的原則，主墩承臺采用填土筑島并結合鉆孔樁排樁和鋼板樁的復合型圍堰。簡要介紹復合型圍堰的設計方案，詳細闡述了鋼板樁施工操作步驟以及施工中注意的問題，為類似的承臺施工提供良好的借鑒經驗。

關鍵詞：斜拉橋 承臺施工 筑島平臺 復合型圍堰

東莞市東江梨川大橋主墩承臺埋深范圍內巖層為中風化～強風化泥質粉砂巖，上部覆蓋層為中細砂、淤泥質粉質黏土透水易坍塌地層，地質條件復雜，基坑深度較大，基坑四邊非均勻受力差異很大在開挖中需充分考慮基坑開挖支護和擋水圍堰兩方面因素。近堤岸基坑通常可采用板樁、排樁、地下連續墻、重力式擋墻等圍護型式也可采用雙排樁圍護結構，水中圍堰施工常采用沉井、沉箱、雙壁鋼圍堰、鉆孔樁圍堰、鎖口鋼管樁圍堰等結構形式。經現場調查和多次技術研討，該橋主墩承臺的施工通過填土筑島圍堰形成施工平臺，采用鉆孔樁排樁和鋼板樁圍堰組合作為承臺基坑支護，形成復合型基坑支護型式。

1.工程概況

東莞梨川大橋東莞水道主橋為曲塔曲梁無背索豎琴式鋼砼混合梁斜拉橋，墩、塔、梁固結，跨徑組合為51.5m+138m+55m=244.5m。主塔承臺位于南堤路一側東莞水道岸坡范圍，承臺為啞鈴型，左右幅承臺中間以系梁相連，單幅承臺尺寸順橋向15.5m，橫橋向10.0m，厚4.5m，系梁長18.5m，寬6m，厚4.5m。墩位處覆蓋層較淺，且巖層面起伏大，巖層頂面平均標高-4.04m，最淺處為-0.33m，最深處為-6.46m，大部分區域巖層頂面均在承臺底面以上。承臺埋深范圍內巖層為中風化～強風化泥質粉砂巖，上部覆蓋層為中細砂、淤泥質粉質黏土等透水易坍塌地層，地質條件復雜，岸坡傾斜不平整。

2.基坑支護結構方案

2.1結構設計

復合型支護結構由外緣鋼板樁、筑島、支護鉆孔樁（φ1000@1100）、內緣鋼板樁、冠梁及內支撐組成。承臺范圍內巖面高低不齊（-0.33～-6.36m），支護鉆孔樁樁長分為三個區（11～17m）；鋼板樁為拉森IV型，單根長10m，鋼板樁設計頂標高為4.5m，底標高為-7.5m；圍堰內鋼管支撐長度較大，鋼管支撐設計尺寸為φ800×10；圍堰常水位高0.866m，設計施工水位3.0m，設計施工荷載20kPa。基坑支護結構立面及平面示意圖見圖1及圖2。

2.2施工流程

具體施工流程如下：清理場地、筑島施工→施工主墩鉆孔灌注樁→施工支護鉆孔樁→第一級放坡開挖→施工冠梁→插打外圍鋼板樁→圍堰內土方開挖→頂層內支撐安裝→圍堰內土方開挖至基坑底→墊層混凝土施工→承臺施工→基坑回填至承臺頂面→鋼板樁拔除→主塔墩施工→筑島圍堰拆除。

3.施工關鍵技術

3.1筑島施工

橋址處東莞水道一般高潮水位1.8m，一般低潮水位0.2m，筑島土圍堰頂面標高為+4.0m，筑島外邊線距承臺迎水側邊線為12m。為防止水土沖刷，填土前先沿外邊線插打一排鋼板樁，鋼板樁上端用2I56a型鋼連接，根據水深情況，在鋼板樁外側每隔6m左右插打一根φ600×8mm鋼管樁斜撐以增強鋼板樁的穩定。為便于后續鋼板樁圍堰插打，筑島前應將岸坡上的樹樁、塊石等清除干凈，填土土質選擇顆粒均勻的粘性土，若含有粒徑大于20cm的石塊應剔除。

3.2支護樁施工

主墩鉆孔樁施工完成后清理平整場地，進行支護樁施工。基坑支護排樁采用φ0.8m鉆孔樁，間距@1.0m，沿承臺基坑四周布置，樁頂標高+1.0m，樁底標高-9.0m，樁長10m，鉆孔樁中心距承臺邊線距離為1.65m，樁頂設1.0×1.0m（高×寬）冠梁。支護樁采用砸機進行沖孔施工，55t履帶吊安裝鋼筋籠，導管灌注水下混凝土。同時或先后開孔的支護樁必須間隔3個以上樁距，以保證新灌注混凝土不受鄰近樁基沖孔施工的擾動。

支護樁施工完成后，進行筑島平臺第一級放坡開挖，將筑島頂面標高由+4.0m開挖至+2.0m，四周放坡坡度為1：1，坡腳距冠梁外邊線約5m，然后開挖冠梁基坑，破除樁頭，進行冠梁施工。冠梁施工完畢后將冠梁基坑進行回填，以便進行外圍鋼板樁插打作業。

3.3內緣鋼板樁插打

冠梁施工完成后進行外圍鋼板樁插打，鋼板樁采用拉森Ⅳ型，樁長9m，采用液壓履帶式震動打樁機插打。鋼板樁插打后的止水效果好壞是本工法承臺施工是否成功的關鍵，必須嚴格控制鋼板樁插打深度和鎖扣密閉性。鋼板樁插打深度必須穿越覆蓋層進入強風化巖層50cm以上，插打時密切結合地質勘探資料，采用激振力和深度雙控制。鋼板樁插打時緊貼冠梁外側進行，遇有排樁擴徑、孤石等地下障礙物時可調整鋼板樁平面線形避開障礙物，或采用局部開挖清除障礙物后再進行插打，務必使鋼板樁進入強風化巖層，以達到良好的止水效果。

3.4基坑開挖

鋼板樁插打完畢后開始進行圍堰內基坑開挖，基坑采用長臂挖機配合人工開挖。圍堰內基坑分二次開挖，第一次開挖至+0.5m，然后在+1.5m標高安裝冠梁內支撐；第二次開挖開挖至墊層底面標高-5.3m，為保證圍堰支護結構受力均衡，基坑內開挖分層進行，每層厚度控制在2m左右，接近設計基坑深度1m左右時減少分層厚度，勤測量，挖機應謹慎小心作業，避免出現超挖回填，以保持坑底土體的原狀結構不被擾動破壞。基坑開挖到位后澆筑50cm厚混凝土墊層，進行承臺施工。基坑內壁有少量滲透水時，在坑底四周設置引流槽，并在基坑四角設置積水坑，用水泵排出坑外。

在基坑開挖全過程至基坑回填前，定期對圍堰支護結構和周圍土體進行變形和沉降觀測，以便及時發現異常情況及時處理，確保深基坑施工的安全。

3.5承臺施工及基坑回填

承臺為大體積混凝土施工應控制混凝土的水化熱、入模溫度、混凝土澆筑厚度、采用冷卻水管降溫、加強混凝土表面灑水養生等措施降低混凝土內外溫差，避免出現溫度裂紋。澆筑體里表溫差、降溫速率及環境溫度及溫度應變的測試，在混凝土澆筑后，每晝夜少于4次；入模溫度的測量，每臺班不少于2次。

承臺施工完畢并達到規定的養護時間后及時進行基坑回填，拔除排樁外圍的鋼板樁，進行下塔柱的施工。下塔柱施工完畢后清除筑島填土，拔除筑島外圍迎水側鋼板樁，恢復河道原狀。

4.結語

此種復合型基坑支護型式，結構受力明確，安全性高，止水效果好，施工效率高。2014年3月至2014年9月，東江梨川大橋主墩承臺混凝土澆筑完畢，優質地完成了主墩承臺的施工任務，合計節約投入約120萬。

參考文獻：

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