东江梨川大桥主墩承台复合型围堰施工技术

郑辉

摘 要：东莞市东江梨川大桥为主跨138m的曲塔曲梁无背索斜拉桥，主墩承台位于南堤路一侧东莞水道岸坡，地质条件复杂，施工难度大。本着加快施工进程和提高经济效益，综合分析，权衡优劣的原则，主墩承台采用填土筑岛并结合钻孔桩排桩和钢板桩的复合型围堰。简要介绍复合型围堰的设计方案，详细阐述了钢板桩施工操作步骤以及施工中注意的问题，为类似的承台施工提供良好的借鉴经验。

关键词：斜拉桥 承台施工 筑岛平台 复合型围堰

东莞市东江梨川大桥主墩承台埋深范围内岩层为中风化～强风化泥质粉砂巖，上部覆盖层为中细砂、淤泥质粉质黏土透水易坍塌地层，地质条件复杂，基坑深度较大，基坑四边非均匀受力差异很大在开挖中需充分考虑基坑开挖支护和挡水围堰两方面因素。近堤岸基坑通常可采用板桩、排桩、地下连续墙、重力式挡墙等围护型式也可采用双排桩围护结构，水中围堰施工常采用沉井、沉箱、双壁钢围堰、钻孔桩围堰、锁口钢管桩围堰等结构形式。经现场调查和多次技术研讨，该桥主墩承台的施工通过填土筑岛围堰形成施工平台，采用钻孔桩排桩和钢板桩围堰组合作为承台基坑支护，形成复合型基坑支护型式。

1.工程概况

东莞梨川大桥东莞水道主桥为曲塔曲梁无背索竖琴式钢砼混合梁斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组合为51.5m+138m+55m=244.5m。主塔承台位于南堤路一侧东莞水道岸坡范围，承台为哑铃型，左右幅承台中间以系梁相连，单幅承台尺寸顺桥向15.5m，横桥向10.0m，厚4.5m，系梁长18.5m，宽6m，厚4.5m。墩位处覆盖层较浅，且岩层面起伏大，岩层顶面平均标高-4.04m，最浅处为-0.33m，最深处为-6.46m，大部分区域岩层顶面均在承台底面以上。承台埋深范围内岩层为中风化～强风化泥质粉砂岩，上部覆盖层为中细砂、淤泥质粉质黏土等透水易坍塌地层，地质条件复杂，岸坡倾斜不平整。

2.基坑支护结构方案

2.1结构设计

复合型支护结构由外缘钢板桩、筑岛、支护钻孔桩（φ1000@1100）、内缘钢板桩、冠梁及内支撑组成。承台范围内岩面高低不齐（-0.33～-6.36m），支护钻孔桩桩长分为三个区（11～17m）；钢板桩为拉森IV型，单根长10m，钢板桩设计顶标高为4.5m，底标高为-7.5m；围堰内钢管支撑长度较大，钢管支撑设计尺寸为φ800×10；围堰常水位高0.866m，设计施工水位3.0m，设计施工荷载20kPa。基坑支护结构立面及平面示意图见图1及图2。

2.2施工流程

具体施工流程如下：清理场地、筑岛施工→施工主墩钻孔灌注桩→施工支护钻孔桩→第一级放坡开挖→施工冠梁→插打外围钢板桩→围堰内土方开挖→顶层内支撑安装→围堰内土方开挖至基坑底→垫层混凝土施工→承台施工→基坑回填至承台顶面→钢板桩拔除→主塔墩施工→筑岛围堰拆除。

3.施工关键技术

3.1筑岛施工

桥址处东莞水道一般高潮水位1.8m，一般低潮水位0.2m，筑岛土围堰顶面标高为+4.0m，筑岛外边线距承台迎水侧边线为12m。为防止水土冲刷，填土前先沿外边线插打一排钢板桩，钢板桩上端用2I56a型钢连接，根据水深情况，在钢板桩外侧每隔6m左右插打一根φ600×8mm钢管桩斜撑以增强钢板桩的稳定。为便于后续钢板桩围堰插打，筑岛前应将岸坡上的树桩、块石等清除干净，填土土质选择颗粒均匀的粘性土，若含有粒径大于20cm的石块应剔除。

3.2支护桩施工

主墩钻孔桩施工完成后清理平整场地，进行支护桩施工。基坑支护排桩采用φ0.8m钻孔桩，间距@1.0m，沿承台基坑四周布置，桩顶标高+1.0m，桩底标高-9.0m，桩长10m，钻孔桩中心距承台边线距离为1.65m，桩顶设1.0×1.0m（高×宽）冠梁。支护桩采用砸机进行冲孔施工，55t履带吊安装钢筋笼，导管灌注水下混凝土。同时或先后开孔的支护桩必须间隔3个以上桩距，以保证新灌注混凝土不受邻近桩基冲孔施工的扰动。

支护桩施工完成后，进行筑岛平台第一级放坡开挖，将筑岛顶面标高由+4.0m开挖至+2.0m，四周放坡坡度为1：1，坡脚距冠梁外边线约5m，然后开挖冠梁基坑，破除桩头，进行冠梁施工。冠梁施工完毕后将冠梁基坑进行回填，以便进行外围钢板桩插打作业。

3.3内缘钢板桩插打

冠梁施工完成后进行外围钢板桩插打，钢板桩采用拉森Ⅳ型，桩长9m，采用液压履带式震动打桩机插打。钢板桩插打后的止水效果好坏是本工法承台施工是否成功的关键，必须严格控制钢板桩插打深度和锁扣密闭性。钢板桩插打深度必须穿越覆盖层进入强风化岩层50cm以上，插打时密切结合地质勘探资料，采用激振力和深度双控制。钢板桩插打时紧贴冠梁外侧进行，遇有排桩扩径、孤石等地下障碍物时可调整钢板桩平面线形避开障碍物，或采用局部开挖清除障碍物后再进行插打，务必使钢板桩进入强风化岩层，以达到良好的止水效果。

3.4基坑开挖

钢板桩插打完毕后开始进行围堰内基坑开挖，基坑采用长臂挖机配合人工开挖。围堰内基坑分二次开挖，第一次开挖至+0.5m，然后在+1.5m标高安装冠梁内支撑；第二次开挖开挖至垫层底面标高-5.3m，为保证围堰支护结构受力均衡，基坑内开挖分层进行，每层厚度控制在2m左右，接近设计基坑深度1m左右时减少分层厚度，勤测量，挖机应谨慎小心作业，避免出现超挖回填，以保持坑底土体的原状结构不被扰动破坏。基坑开挖到位后浇筑50cm厚混凝土垫层，进行承台施工。基坑内壁有少量渗透水时，在坑底四周设置引流槽，并在基坑四角设置积水坑，用水泵排出坑外。

在基坑开挖全过程至基坑回填前，定期对围堰支护结构和周围土体进行变形和沉降观测，以便及时发现异常情况及时处理，确保深基坑施工的安全。

3.5承台施工及基坑回填

承台为大体积混凝土施工应控制混凝土的水化热、入模温度、混凝土浇筑厚度、采用冷却水管降温、加强混凝土表面洒水养生等措施降低混凝土内外温差，避免出现温度裂纹。浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。

承台施工完毕并达到规定的养护时间后及时进行基坑回填，拔除排桩外围的钢板桩，进行下塔柱的施工。下塔柱施工完毕后清除筑岛填土，拔除筑岛外围迎水侧钢板桩，恢复河道原状。

4.结语

此种复合型基坑支护型式，结构受力明确，安全性高，止水效果好，施工效率高。2014年3月至2014年9月，东江梨川大桥主墩承台混凝土浇筑完毕，优质地完成了主墩承台的施工任务，合计节约投入约120万。

参考文献：

[1]曹信红，王涛，卢静.承台临水深基坑支护结构的设计计算[J].公路，2005（10）：17-21.

[2]刘世明，刘永健，琚明杰.无背索曲塔曲梁斜拉桥施工优化[J].公路交通科技，2015， 32（11）.

[3]仲晓林，林松涛.《大体积混凝土施工规范》实施指南[M].中国建筑工业出版社，2011.