水下浅埋钢板桩围堰施工期的安全风险和应对工艺措施分析.doc

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1、..水下浅埋钢板桩围堰施工期的安全风险和应对工艺措施分析陈鸣陈衡陆广明（中交四航局第一工程有限公司,广东广州510500）摘要：水下钢板桩围堰施工中钢板桩入土深度是围堰整体安全稳定性的关键之一，当钢板桩入土深度无法达到基本要求时，如何分析风险，采取什么应对工艺措施以转危为安，是本文探讨的要点。关键词：钢板桩围堰；钢板桩入土深度；管涌；高压旋喷注浆1前言钢板桩围堰是修建桥梁深水基础的传统工艺之一，其具有灵活机动、适应性强、可重复利用、效率高、成本低、工艺成熟的特点。但在安全可靠性方面与目前更为流行的双壁钢围堰比，确有其不足和局限。其中钢板桩

2、能否达到相应的入土嵌固深度，是围堰整体安全稳定性的关键之一。我公司承建的蚌埠市大庆路淮河公路桥在主墩承台钢板桩围堰施工中，遇到了岩层埋藏浅、岩面标高起伏变化大（原地质资料未能真实反映），最浅处距承台底开挖面不足半米，复杂地质情况使钢板桩围堰施工陷入了十分被动的局面。由于钢板桩入土太浅，引发了一系列的安全隐患和施工难题，在克服这些困难最终赢得成功的过程中，使我们对钢板桩围堰的结构特点和应对施工风险的技术措施有了进一步的认识和掌握，分析和总结其中的缘由和机理，对我们今后的施工将会更具借鉴和指导的意义。2工程简介蚌埠市大庆路公路桥位于蚌埠市西部

3、、淮河枢纽工程下游。我公司承建的主桥及北引桥，里程桩号K0+390.5～K1+276.5，全长886m。其中主桥跨径组合为（80m+200m+80m）的自锚式悬索桥。桥梁立面图见图2-1。word教育资料..图2-1蚌埠市大庆路淮河公路桥立面图主桥过渡墩为15#墩与18#墩，主墩为16#、17#墩均为分离式承台。其平面布置见图2-2。承台设计参数见表2-1。图2-2主桥承台平面布置示意图表2-1主桥承台设计参数表墩号平面尺寸(m)顶面高程(m)底面高程(m)高度(m)河床面标高(m)承台入土深度(m)施工方式15#10.2×9.2+10.

4、127+6.1274.0+11.349.87筑岛钢板桩围堰16#16.2×11.2+7.069+2.0695.0+8.146.07水中钢板桩围堰17#16.2×11.2+7.069+2.0695.0+7.395.32水中钢板桩围堰18#10.2×9.2+7.151+3.1514.0+8.8412.85水中钢板桩围堰3围堰设计与施工情况根据现场施工条件和进度要求，该桥采用先搭设水上钻桩平台完成桩基础施工后，再进行钢板桩围堰施工。围堰的平面尺寸按承台平面几何尺寸向外扩大1.5m，其中过渡墩15#、18#墩围堰的平面尺寸为：13.2m×12.2

5、m，16#、17#主墩围堰的平面尺寸为：19.2m×15.2mword教育资料..。围堰钢板桩的入土深度根据地质条件的实际情况先后进行了多次调整位。围堰采用拉森Ⅳ式钢板桩，其中16#、17＃围堰的内支撑材料见表3-1。表3-116#、17＃围檩及支撑材料表层号中心标高围檩横撑角撑第1层+14.0m2I56aφ630×8φ630×8第2层+11.0m2I56aφ630×8φ630×8第3层+8.0m3I56aφ820×12φ820×12第4层+5.0m3I56aφ820×12φ820×1215#、18#墩处覆盖层主要由粉土粘土、、粉土、细砂

6、、中砂、砾砂构成，覆盖层较厚，比较适合钢板桩围堰施工。但由于粉质粘土粘性很大，振动锤高频振动也无法液化，造成沉桩阻力很大，沉桩效率很低。后通过引孔、泡水和加大振动锤功率等工艺措施，钢板桩基本上都能沉放达到设计标高。16#、17#主墩位于淮河航道中，覆盖层主要由粉土、粘土、细砂、砾砂构成，覆盖层厚度5.5～11m，变化甚大。下伏基岩由上至下依次为全风化角闪岩、强风化混合花岗岩、中风化角闪岩、中风化混合花岗岩，原地质钻探结果详见图3-1。图3-116#、17#墩钻孔地质柱状图由于岩面变化起伏变化很大，试桩时钢板桩根部远未能达到设计标高-2.8

7、6（即要求钢板桩入土嵌固深度为4.33米，原钢板桩围堰设计详见图3-2），重新进行地质钻探发现，围堰最浅的岩面高达+1.5m。只能根据新的地质条件修改围堰设计方案（修改后的钢板桩围堰设计详见图3-3）。word教育资料..根据新的设计方案，钢板桩至少要沉到+0.3的标高（即钢板桩入土嵌固深度为1.7米），并进行高压旋喷注浆固结钢板桩入土嵌固的砂层和岩面以下2m。图3-216#、17#原设计钢板桩围堰剖面图图3-316#、17#修改后的钢板桩围堰剖面图但钢板桩实际施打过程仍有多处无法达到新的设计要求。一些浅点的钢板桩只能到达+1～word教

8、育资料..+1.52m标高，围堰部分入土情况示意图详见图3-4、3-5。围堰如按原设计标高+2m开挖，钢板桩最小入土嵌固深度则不足0.5m，而现有的注浆设备也无法进入到风化岩层注浆。这样浅的钢