××大橋基坑支護(hù)專項(xiàng)方案

楊雄中

綜合說(shuō)明

1.1編制范圍

××××××大橋（中心樁號(hào)K0+288）為城市道路景觀橋，基礎(chǔ)施工階段的前期工作已展開(kāi)，在水庫(kù)中央沿橋梁縱橫向的筑島、圍堰工程已經(jīng)完成，0#~10#橋臺(tái)及橋墩的鉆孔灌注樁已經(jīng)開(kāi)始施工。1#~9#承臺(tái)系梁的基礎(chǔ)深度為4.9m~6.75m，屬深基坑，0#、10#輕型橋臺(tái)底面與筑島頂面相距在1.0m以內(nèi)，不屬深基坑。本方案的編制范圍：根據(jù)項(xiàng)目部對(duì)K0+299大橋采用筑島圍堰進(jìn)行樁基施工的情況，除0#、10#橋臺(tái)外的深基坑，即承臺(tái)、系梁及墩柱、墩臺(tái)的基坑采用拉森鋼板樁支護(hù)的設(shè)想方案的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地形地質(zhì)及水文進(jìn)行細(xì)化。

1.2編制依據(jù)

1、××勘察設(shè)計(jì)研究院提供的“巖土工程勘察中間資料”；

2、×××市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司提供的《××××××大橋施工圖設(shè)計(jì)》

3、《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》；

4、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120－99）；

5、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007－2002）；

6、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）；

7、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）

8、基坑周邊場(chǎng)地環(huán)境條件；

9、本公司多年來(lái)類似工程支護(hù)設(shè)計(jì)，施工經(jīng)驗(yàn)。

1.3工程概況

N大道呈東西走向，全長(zhǎng)3128.24m，屬城市景觀路。N大道××××××大橋?yàn)槌鞘械缆肪坝^橋，起止點(diǎn)樁號(hào)分別為K0+118、K0+433，橋梁全長(zhǎng)315m，橋面全寬40米，斷面分配形式：3m（欄桿+人行道）+3m（非機(jī)動(dòng)車道）+2m（側(cè)分帶）+11m（機(jī)動(dòng)車道）+2m（中分帶）+11m（機(jī)動(dòng)車道）+2m（側(cè)分帶）+3m（非機(jī)動(dòng)車道）+3m（人行道+欄桿）=40m。設(shè)計(jì)橋跨布置為：4×25m＋40m＋60m＋40m＋3×25m，主橋?yàn)槿缱兘孛孢B續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，引橋?yàn)?5m跨裝配式小箱梁結(jié)構(gòu)。

××××××大橋樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，鉆孔樁直徑有1.2m和1.5m兩種，0#~3#、8#~10#為排架樁，4#~7#為群樁。全橋共有9個(gè)墩、2座橋臺(tái)，均位于水庫(kù)中，所有下部結(jié)構(gòu)的施工均在施工島上進(jìn)行。

主橋主墩4#~7#共8個(gè)承臺(tái)，采用現(xiàn)澆鋼筋砼。4#、7#單個(gè)的承臺(tái)尺寸為5.4m*15.86m*2.5m，基坑底標(biāo)高1913.35，開(kāi)挖深度6.25m；5#、6#單個(gè)的承臺(tái)尺寸為7m*17m*3m，基坑底標(biāo)高1912.85，開(kāi)挖深度6.75m。

引橋橋墩橫系梁共10道，采用現(xiàn)澆鋼筋砼。單個(gè)系梁尺寸為：1.0m*1.2m*16.8m，基坑底標(biāo)高1914.7，開(kāi)挖深度4.9m。

D水庫(kù)蓄水量約20萬(wàn)m3，面積0.09km2,水位標(biāo)高為1918.8~1919.2，水庫(kù)南側(cè)有農(nóng)用灌溉渠道出口分布，庫(kù)內(nèi)蓄水經(jīng)由農(nóng)用灌溉渠向南流出轉(zhuǎn)向西，最終匯入××河流。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，筑島頂高應(yīng)高出常水位0.5~1m，本工程的筑島圍堰頂面高程確定為1919.60，采用天然土夾石作填料，下部結(jié)構(gòu)施工完畢后挖除所有堰體土石方，并運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放。

1.4方案概要

1、鋼板樁設(shè)計(jì)思路及要點(diǎn)

本工程的下部結(jié)構(gòu)施工均在所筑施工島上進(jìn)行，根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)情況特點(diǎn)，從施工安全、經(jīng)濟(jì)和工期等因素考慮，基坑支護(hù)選用拉森IV型及V型鋼板樁進(jìn)行支護(hù)。鋼板樁具有整體剛度大、防水性能好的特點(diǎn)，在粘性土層深水河橋墩基礎(chǔ)施工中甚至不需要水下作業(yè)，可節(jié)省大量的現(xiàn)場(chǎng)加工構(gòu)件，具體一定的優(yōu)越性。針對(duì)如上情況，本工程的深基坑支護(hù)擬采用鋼板樁施工。

鋼板樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

（1）通過(guò)地勘報(bào)告提供的資料及現(xiàn)場(chǎng)筑島圍堰的情況計(jì)算鋼板樁的型號(hào)、長(zhǎng)度及內(nèi)撐方案；

（2）鋼板樁穿過(guò)淤泥層，進(jìn)入粘土層；

（3）根據(jù)受力計(jì)算，4#~7#基坑采用拉森V型鋼板樁，長(zhǎng)21m，1#~3#、8#~9#基坑采用拉森Ⅳ鋼板樁，長(zhǎng)18m；

（4）為保證基坑安全，鋼板樁帷幕上設(shè)置兩道至三道四周連續(xù)的工字鋼圍囹以加強(qiáng)鋼度及整體性，圍囹橫向設(shè)結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管作對(duì)撐。

2、鋼板樁設(shè)置

根據(jù)基坑周邊土層地質(zhì)條件、基坑挖深和周邊場(chǎng)地環(huán)境條件支護(hù)剖面：

2.1、主橋承臺(tái)基坑

5#及6#主橋承臺(tái)基坑底面尺寸為：10m*20m，基坑底標(biāo)高：1912.85，開(kāi)挖深度：6.75m；4#、7#基坑底面尺寸為：8.4m*18.86m，基坑底標(biāo)高：1913.35，開(kāi)挖深度：6.25m。以上兩種基坑均采用拉森V型鋼板樁支護(hù)，樁長(zhǎng)21m。

2.2、引橋系梁基坑

系梁基坑底面尺寸為：4.4m*20m，基坑底標(biāo)高：1914.7，開(kāi)挖深度：4.9m。采用拉森Ⅳ型鋼板樁支護(hù)，樁長(zhǎng)18m。

3、圍囹、對(duì)撐

3.1、圍囹

為加強(qiáng)鋼板樁的整體剛度，防止變形，沿鋼板樁四周墻面全長(zhǎng)設(shè)置圍囹，圍囹用H型鋼（350×350×12×19）組成，H型鋼接頭采用高強(qiáng)螺栓連接，橫向圍囹用縱向圍囹頂住，端頭加以木楔調(diào)節(jié)。在縱橫向圍囹相交的角部設(shè)H型鋼角撐，型號(hào)規(guī)格與主圍囹相同，以保證圍囹橫向的鋼度。

主橋承臺(tái)基坑設(shè)上、中、下三道圍囹，5#、6#基坑圍囹距筑島頂面的距離分別為0.55m、3.35m、6.75m，4#、7#基坑圍囹距筑島頂面的距離分別為0.35m、3.15m、6.25m，各層圍囹置于與鋼板樁焊接的鋼牛腿上。

引橋系梁基坑設(shè)上、下兩道圍囹，圍囹距筑島頂面的距離分別為0.9m、3.5m。上層圍囹置于與鋼板樁焊接的鋼牛腿上，下層圍囹置于支撐柱上。支撐柱用H型鋼300*200*8*12制成，柱長(zhǎng)4.5m，頂焊20厚端板。

3.2、對(duì)撐

根據(jù)受力計(jì)算的結(jié)果，主橋承臺(tái)基坑的對(duì)撐采用φ299*10無(wú)縫鋼管，水平間距2.8m~3.83m，引橋系梁基坑的對(duì)撐采用φ245*9無(wú)縫鋼管，水平間距1.35m~4.8m。

主橋承臺(tái)5#~6#基坑的下層對(duì)撐在承臺(tái)底面，上、中層對(duì)撐埋入薄壁墩內(nèi)，三層安裝后不不予拆除，所留洞口灌入C30砼，兩頭焊20厚鋼板封堵，外刷3道瀝青漆防腐。4#、7#承臺(tái)基坑的下層對(duì)撐在承臺(tái)底面的墊層內(nèi)，安裝后無(wú)法拆除，采用與5#、6#基坑相同的方式進(jìn)行后期處理。

引橋的系梁基坑的對(duì)撐因其長(zhǎng)度較短，可以保證壓桿的穩(wěn)定性，故不設(shè)隅撐。

1.5方案特點(diǎn)、要點(diǎn)、難點(diǎn)

1） 本工程規(guī)模較大、工期緊、難度高，深基坑支護(hù)是本工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。基坑深度根據(jù)筑島、承臺(tái)、系梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高與墊層的厚度確定，基坑開(kāi)挖深度在5m~7m之間，屬于深基坑。

2）鋼板樁具有整體剛度大、防水性能好的特點(diǎn)，在粘性土層深水河橋墩基礎(chǔ)施工中甚至不需要水下作業(yè)，可節(jié)省大量的現(xiàn)場(chǎng)加工構(gòu)件，具體一定的優(yōu)越性。根據(jù)目前省內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，拉森鋼板樁和裝機(jī)需要從沿海發(fā)達(dá)城市（上海）引進(jìn)專業(yè)施工企業(yè)遠(yuǎn)程施工，施工組織與進(jìn)度控制均非常困難。

3) 拉森鋼板樁在施工過(guò)程中，鋼板樁施打時(shí)發(fā)生屈曲、扭轉(zhuǎn)、變形，支撐體系與鋼板樁進(jìn)行多點(diǎn)焊接鏈接造成鋼板樁嚴(yán)重?zé)齻摪鍢对谥ёo(hù)過(guò)程中變形、擠壓嚴(yán)重，部分鋼板樁施工完畢后無(wú)法拔除等因素，大量鋼板樁被損壞以作報(bào)廢、攤銷處理，鋼板樁攤銷量將達(dá)到50﹪。

4) 鋼板樁拉森內(nèi)支撐水平方向設(shè)置2~3道，橫向間隔為4m~5m，局部地段根據(jù)墩柱位置調(diào)整。由于地質(zhì)條件差支撐體系圍囹集中受力變形嚴(yán)重；橫向支撐體系橫穿承臺(tái)及薄壁墩，在鋼筋混凝土實(shí)體施工完畢之前支撐體系無(wú)法拆除。承臺(tái)基坑底層內(nèi)撐（Φ299×10無(wú)縫鋼管）在承臺(tái)之下被混凝土墊層澆筑包裹，造成支撐體系將全部攤銷、一次性投入使用。薄壁墩處的上層及中層內(nèi)撐體系（Φ299×10無(wú)縫鋼管）只能在墩柱施工完畢以后，滿足回填要求以前進(jìn)行切割、肢解，回收利用率不足10%。