復雜地層樁基承臺PC工法樁圍堰設計與施工技術研究

陳宗國

(中鐵二十五局集團有限公司 廣東廣州 510000)

1 工程概況

新建昌景黃鐵路工程金溪湖特大橋位于江西省進賢縣境內，起訖里程DK277＋505.10～DK281＋524.70，全橋長4 019.6 m，于 DK286＋315.295處采用(83＋152＋83)m連續梁跨越金溪湖撫河干流，主墩82＃、83＃墩為水中墩。其設計樁基為16根樁徑2.5 m鉆孔灌注樁，承臺尺寸為22.75 m×22.75 m×5.5 m，墩身為22.5 m雙肢薄壁高墩。承臺基礎底標高2.564 m，實測湖床標高14.46 m，施工期湖水常水位17.0 m。

水文及工程地質自上而下依次為湖水17.0～14.46 m、粉砂14.46～13.76 m(σ0＝80 kPa)、淤泥質粉質黏土 13.76～8.46 m(σ0＝60 kPa)、粉砂8.46～7.46 m(σ0＝80 kPa)、粗砂 7.46～2.46 m(σ0＝220 kPa)、粉質黏土 2.46～-2.04 m(σ0＝220 kPa)、細砂 -2.04～-4.04 m(σ0＝220 kPa)、礫砂-4.04～-8.436 m(σ0＝220 kPa)、泥質砂巖-8.436～-14.036 m(σ0＝300 kPa)，地質柱狀示意圖，如圖1所示。

圖1 地質柱狀示意(單位:mm)

2 工程特點和施工重難點

(1)承臺基礎開挖尺寸大且開挖深度深，開挖施工安全風險極高，對基礎圍護結構的強度、剛度等要求高。

(2)承臺基礎開挖范圍內以透水性極強、自穩性極差的淤泥質粉質黏土、粉砂和粗砂地層為主，對圍護結構和封底結構的安全性和可靠性要求高。

(3)豐水期水流流速達到1.5 m/s、最大水深可達7 m，且橋址區地下水位高，對基礎圍護結構止水隔水效果要求高。

3 圍堰設計

3.1 圍堰設計選型

針對橋梁深基礎施工常見的幾種鋼圍堰支護形式，分別從適用地層、優缺點、材料用量等方面進行比選[1]分析，見表1。

表1 各類鋼圍堰的適用條件

結合金溪湖特大橋水中主墩承臺基礎開挖范圍內工程及水文地質條件、施組安排以及投入本工程施工機具設備等施工作業條件，承臺基礎開挖支護圍堰選擇鋼管樁＋鋼板樁組合形成的PC工法樁[2]作為支護結構，充分利用鋼管樁強度高、擋土效果好，鋼板樁止水效果好的優點，通過鎖扣連接在一起形成良好的擋土止水受力結構體系[3]?！?br>