浅滩区大型基础施工方案比选 先正权,梁进达,赵磊 (中交第二公路工程局有限公司,西安710065) [摘要] 介绍了在浅滩区大型基础施工中基桩施工平台采用钢板桩围堰筑岛替代钢结构平台的成功经验, 利用钢板桩围堰筑岛作为基桩施工平台,将承台施工阶段的钢板桩围堰提前施工,起到了减少施工成本、节 省工期、降低施工难度、提高施工质量的作用。 [关键词] 浅滩区;大型基础;钢板桩;围堰筑岛 [中图分类号]U445.4[文献标识码]A[文章编号] 1009—1742(2010)04—0029—04 1前言 泰州长江公路大桥位于江苏省的中段,处于江 2.7 m,枯水期江水标高一般在0.8~1.8 m。洪水 期长江水面标高一般在2.5~5.5 m。塔址区洪水 期(每年的5月__9月)一般被江水淹没。塔址区上 部分布5~8 m淤泥质亚黏土,其下分布约10~ 15 m松散状粉砂,工程地质条件差。 阴大桥和润扬大桥之间,北接泰州市,南联镇江和常 州市。主桥桥型为主跨1 080 Ill三塔两跨悬索桥, 桥跨布置为(390+1 080+1 080+390)m,主桥净 宽33 m。北主塔基础位于长江浅滩区,场址区中心 桩号距长江江边约20 m,东侧距达标大堤区200 m, 属长江下游新三角洲冲积地貌,场址区地势平坦,地 2)钻孔平台设计荷载:8 Ill 砼罐车荷载,50 t 履带吊起吊重物时的荷载76 t,ZSD一300型钻机提 升钻头时的荷载150 t。以上三项荷载不叠加。 3)钻孔平台能满足汛期渡洪要求,即平台顶面 标高要求大于等于6.0 m。 2.2施工方案一:钢结构钻孔平台 面标高2.1~2.7 m,在枯水期基本裸露在外,汛期 水深约3.5 m。 泰州长江公路大桥北主塔基础采用钻孔灌注桩 群桩基础方案,单桩直径西2.8 m,桩长103 13"1,承台 下顺桥向布设5排,每排8到10根桩,共46根,按 根据原设计,北主塔桩基施工采用常规的钢护 筒支撑的钢结构钻孔平台。平台下游与主栈桥相 连,平台顶标高与相邻的主栈桥顶标高相同,为 +6.7 m。平台长90 m,宽49 m,平台中间钻孔区域 摩擦桩设计。承台为哑铃形,单个承台平面尺寸 32.6 m×32.556 m,厚度为6 m,两个承台之间采用 12.221 m×23.0 m的系梁联成整体,承台与系梁等 厚,均为6.0 111。承台、系梁顶面高程+4.3 1TI,底面 高程一1.7 m。 基础采用西3 100×16 mm钢护筒,平台横桥向两侧 区域基础采用 ̄b820×10 mm钢管,平台主分配梁采 用双排单层贝雷桁架,在+820×10 mln钢管桩顶安 装2H582×300型钢作为贝雷桁架承重梁,钻孔区 域则在钢护筒外壁安装贝雷桁架支撑牛腿,贝雷桁 架上以35 em间距布置工25a型钢次分配梁,面板 2施工方案的比选 2.1施工方案设计条件 1)自然条件:北塔墩位于桥址区泰州侧长江 滩,塔址区基础范围内地势平坦,地面标高在2.1~ [收稿日期]2010一O1一o4 采用10 mm钢板。钻孔平台总体布置如图1、图2 所示。 采用钢护筒作为支撑的钢结构钻孔平台,是浅 [作者简介]先正权(1970一),男,四川泸州市人,高级工程师,主要研究方向为道路桥梁工程建设;E—mail:xianzhengquan@163.corn 2010年第12卷第4期29 滩区基桩施工的常规施工措施,但搭设平台需投人 钢材达2 926.5 t,材料需求量庞大,并且基桩施工 完成后,承台施工采用的钢板桩围堰施工正好处于 长江汛期,钢板桩围堰施工难度大,同时钢结构钻孑L 程计划关键线路,对工程施工进度影响较大。北塔 基桩在长江枯水期开工,施工区域地表基本裸露在 水面以上,采用钢结构钻孔平台等同于水上施工,施 工较为不便。因此,基桩施工采用钢结构钻孔平台 平台施工时间较长以及钢板桩围堰施工占用主体工 并非最优选择。 一一 C 90 000 。D 744.7 分 \ 800 5 700 7 200 7 200 7 200 7 200 7 Ol9 5 7 O19.5 7 200 7 200 7 200 7 200 6 500 工2 1 一●_ j / l} ;i l;4 \…A-Ⅲ …A~ 饿 3i } } }lf {一/ \一 A—A... \ / ;m 1l m / 睡 r o寸 。 卜 . I ) =( 一( 一 )一 — — 一(’ )= n 菌 \\ 、 \ / \ \. ,/ // L/i 蛊 i ;I 一 (二>一 :-= =( :文 乏 三 )一L() () = ) 1 1{ / \ i N 8 ; ;— 一<) -- (>一 )—C} 一 一 ( = :---( 一 0 钒护 / !i N 寸 济 j一 Q一=: === == ≤= I ≮)一 — :一<)一=Q j £/ \ 7/ ///、、 0 — _()一= ):一() =() 、 / )一乞1)一:=( 一==r\了 一 8 l苦垫臻 广…\~ 乏相 荣 ~趋商 ; 广 一\ 、一\ 。。一 ~\ { I{ if 俸 墨 喾 {; f * 擀 港 堪 m罐 1 {蛾 蚕 j4 8Od 7 200 7200 7 2Om 7200 ’0l9,5 7 O19.5 7200 7200 j 7 200 l 7200{6 500j 5 699.9 . 坝雷梁 ‘。 ,’ 图1钻孔平台平面布置图(单位:mm) Fig.1 Layout chart of drilling platform(unit:mm) 7m/f I一兰兰竺 ㈣。 E———一l 自Ⅷ + 一 —— ~ { … 6 7 I61{ i ff誊 苎 i { 睦 I Ol 570 t7 o 17 I Itl ̄O ,lO 翟 IP lr>一 < 国 Pq 罔 圈 £ I><畸 l g 口 席 丝 高标高+2+ 4 l94m g xl>,at><l D; } 一 l<i C司C 哥 嗣司 1 P—叫l>4 C <l >叫H口(I一 莓 标 5 000 55 474 J3 面} _面 垦 [ 6 2。。 : { 30 6 200}7I f l l 一 图2钢护筒平台立面布置图(单位:nlm) Fig.2 General arrangement of steel protective canister platform(unit:mm) 30中国工程科学 2.3施工方案二:钢板桩围堰筑岛钻孔平台 150 cm,上面设置工12.6面板纵肋,间距30 cm,面 根据北塔基桩在枯水期施工、塔区地表基本裸露 板为10 Inin花纹钢板,面板与纵肋焊接固定,增强整 在水面以上的实际情况,经深人研究比较后,确定将 体稳定性。 承台钢板桩围堰提前施工,并在围堰内填土筑岛作为 钻孔平台采用钢板桩围堰筑岛平台,平台平面 基桩钻孔平台。先在横桥向承台两侧搭设支栈桥与 尺寸为8O.4 nl X 35.6 m,顶标高+6.0 In。钢板桩 主栈桥相连,然后利用支栈桥打设钢板桩围堰,在围 采用YASP~IV型钢板桩,长度15 m,桩顶标高 堰内区域进行填土并硬化处理,形成钻孑L施工平台。 +6.0 133,底标高一9.0 m。围堰平台在+4.0 m标 支栈桥设计采用梁柱组合式结构,支栈桥宽 高位置设置 32拉杆对拉。并在外侧填土至 6.5 m,顶标高为6.0 In;在承台下游侧靠近主栈桥 3.7 m,围堰内先采用粉砂土填筑至+4.0 m,安装 布设5.6 m宽的平台与主栈桥相连。支栈桥基础采 围堰拉杆及护筒连通管后采用碎石回填至+5.7 In, 用西820×10 mm钢管桩,钢管桩顶横梁采用 最后硬化30 cl'n厚的C30砼至+6.0 1"I1标高。 2工56 a型钢,顶面铺设6片单层贝雷片,贝雷片之 钢板桩围堰钻孔平台及支栈桥总体布置如图 间设置花架。贝雷上设置工25a横向分配梁,间距 3、图4所示。 900 。600. 900 . 900 。900 , 900 。 900 . 900 。 900 900。l r l I { l l l 1 { 1I 材 H ll 璀 辨 lI II 玎 屠 氍 酣 擘 l l lI H J 螂 『I H ll 重 蕊 ● ——一 : : : : : \: { : : : :一 一 q o q\-.;一….. …’ t… : : 避 0.一一…}…一-|o K =)p、、、 . -一 …一 …-茹2 ●_ 尊 4杖,nI_ 2 o O 。-。 。 q 。 588 :p l (={o}i l 层 蠲 0 了; i o●} =) o ● o a 蛭 一 I.! ! l ! ● } 十 害 I l o i Li l 台 一 .边线. o Io● o q o (={()}I _. —Q n; … ●^/_P… " Q._一l1Q! ..臣QL! L 一 !.. … Q 4.. ・ __ 产 玎 l If 堋 氍 fI 狂 II 陌 撙 、 钢板桩 罔堰 0 .I{ I II1 % II II Ul m 一 900 f 600 l 900 l 900 l 900 J 900 I 900 l 900 900 8 ’ 支栈桥7 0 ’ ’’ 1 8 060 ’ 图3钢板桩围堰钻孔平台及支栈桥平面布置图(单位:cm) Fig.3 Layout chart of drilling platform and branch trestle on steel sheet cofferdam(unit:cm) 拦杆52 5fr —I耳、 I) 冒、l I2)0 曩 目 弼 5 l lj 目 鞠 =层 3 100 10一目{ 筒 Q∞mm柑轧螺j 拉杆 钢 一 f{ i g眷 目%∞ 一 碗 -r -一 囊璧曩 器警 。 Ⅲ lj 镰 搿藤 鹱 鹱 I 地面标高: 500 :: :: } l工56a ̄/ 塑苴韭—==7 £ — l ‘ 62。 旦【_』 一 n ^2。 l ● 标钢标高.-高板 桩庇9 5 80tmll 钢管桩庇标 图4钢板桩围堰钻孔平台及支栈桥立面布置图(单位:cm) Fig.4 General arrangement of drilling platform and branch trestle on steel sheet cofferdam(unit:cm) 2010年第12卷第4期31 2.4方案比选结果 采用钢板桩围堰钻子L平台相比钢结构钻孔平 3方案实施效果 目前,北塔已进入到承台施工阶段,采用钢板桩 台,具有以下优点: 1)钢板桩围堰钻孔平台比护筒平台减少钢材 1 637 t,仅钢护筒一项即减少511.7 t; 2)在枯水期提前打设钢板桩围堰,减少了在基 桩施工完成后汛期拆除钢结构钻孔平台和施工钢板 桩围堰的环节,降低了施工难度和节省工期约1个 月; 围堰筑岛作为钻孔平台的方案已得到了顺利的实 施,46根桩基经检测全部为I类桩。工程的实施效 果证明,在枯水期采用钢板桩围堰筑岛作为钻孔平 台的方案,不但避免了桩基施工完成后再施工承台 钢板桩围堰占用工期关键线路对总体工期的影响, 同时减少了大量钢材的投入,节约了施工成本,而且 避免了钢结构钻孔平台的安全质量风险,在施工质 量及安全的管理上更为可控。 3)在钢板桩围堰内回填碎石,为承台封底垫层 提前储备碎石材料,有效地应付了材料上涨对增加 施工成本的影响; 4)采用钢板桩围堰筑岛平台变水上施工为陆 上施工,施工安全、质量更容易控制; 4结语 泰州长江公路大桥北塔基础为典型的浅滩区大 型基础,事实证明,通过施工方案比选后,采用钢板 5)在基桩施工阶段,采用钢板桩围堰筑岛钻孔 平台和在平台两侧搭设栈桥的形式,有利于基桩施 工设备的布设。 根据以上比较,最终确定北塔钻孔施工采用钢 板桩围堰筑岛平台方案。 桩围堰筑岛平台作为基桩施工平台,起到了降低施 工成本、节省工期、降低施工难度、提高施工质量的 作用,为以后类似的工程提供了新的思路,具有较强 的借鉴和指导价值。 Scheme comparison on large-scale infrastructure cOnstructi0n in shoal areas Xian Zhengquan,Liang Jinda,Zhao Lei (CCCC Second Highway Engineering Co.,LTD.,Xi’an 710065,China) [Abstract]This article described the successful experience of using steel sheet pile cofferdam Oil building island as pile installation platform.Constructing steel pile cofferdam in advance on cap construction instead of steel platform can reduce construction cost,schedule and construction difficulty,and improve construction quality. [Key words]shoal area;large—scale infrastuctrure;steel sheet pile;cofferdam on building island 32中国工程科学