复杂潮汐条件下易冲刷区钢板桩围堰施工技术.pdf

328 复杂潮汐条件下易冲刷区钢板桩围堰施工技术 1 主要技术内容 依据福州综合交通规划，福州主城区与长乐之间须在青州闽江大桥和福泉高 速 连接线乌龙江特大桥间建设过江通道，即福州道庆洲大桥。结合规划及研究结果，过 江通道采用公、轨共用桥梁方式过江，道庆州大桥工程全长 6.82km ，两 岸陆地接线 桥梁采用预应力混凝土箱梁。跨江大桥全长 2268.5m ，分跨江主桥和 八联跨江引桥， 均为钢桁结合梁桥。 A2 标主要内容为 2# 主墩、 3# 边墩下部结构、跨江引桥第三～ 八联、南岸接线桥梁至 SR36 墩的桥梁工程及 S203 改扩建工程。 根据承台现场施 工条件选用三种支护形式：钢套箱、钢吊箱和钢板桩围堰。本项 目的跨江大桥段地 处乌龙江、闽江及白龙江的三江口，该区域水深且流速大，最 深水位为 10. 5m ，受 闽江入海口半日潮汐影响，水流变化复杂，水流属往复流， 落潮时水流方向为 由西向东，涨潮时变为由东向西，最大流速 3m/s 并有回流和 紊流，涨落潮差 5m ， 该区域最大冲刷深度达 14m 。 图 1 平面效果图 复杂潮汐深水易冲刷区承台若采用钢板桩施工，钢板桩会受到河流冲刷，进 而减少钢板桩入土深度，发生危险，故多采用双壁钢吊箱施工，施工安全与稳定 性 易于保证，但相较于钢板桩工期长，费用大。以道庆洲大桥 S16# 墩为背景 ,通 过地 勘报告可知， S16# 墩地质条件为 :中砂、淤泥质土、卵石、花岗岩。初步设 计采用 钢板桩满足要求的情况下，当现场施工时，由于该承台位于中砂且水深水 流急，实 测由于河水冲刷造成钢板桩的入土深度显著下降，抗倾覆的能力减弱。 此外，该项目 靠近出海口，涨落潮明显，在钢板桩围堰施工过程中还未形成整体 329 时，河水退潮造成围堰内水位的水头要高于围堰外，这样就形成了由内向外的侧压 力，在水头差侧压力形成的弯矩大于钢板桩的抗倾覆弯矩时，便出现钢板桩向 外倾 覆的状况。综上，对于复杂潮汐深水易冲刷区，如何在经济性和安全性的前 提下进 行承台钢板桩围堰的施工成为了关键。 引桥 S16# 墩承台布设为 “ 工 ” 字形，承台尺寸为 24.5m × 14m ，高度为 4m ， 顶标高 +0m ，底标高 -4m 。承台采用钢板桩围堰施工，设计水位 +6.3m ，围堰顶部 高程 +7.5m 。初步设计内层采用 21m 拉森 IV 钢板桩，平面尺寸为 26. 4m × 16m 。 鉴于该墩位于先前航道处，地质为中砂且水深水流急冲刷强度大，中砂抗冲刷能 力弱，现场施工时实测冲刷深度大，故通过采用高低双层钢板桩施工，即外层采 用 24m 拉森 VI 钢板桩，平面尺寸为 28.4m × 18m ，成功地解决单层钢板桩中抗 冲 刷、节约成本及施工安全问题，工程实践证明此方案可行，能够节约工期、成 本、 保证安全质量，为后续桥梁在复杂潮汐深水易冲刷环境下施工提供了实战经 验。 复杂潮汐深水易冲刷环境下，单层钢板桩围堰外侧的河床标高会显著降低， 进而会导致钢板桩的入土深度不足，影响围堰结构的整体稳定性。由于初始设计 方案中中砂层顶标高为 -2.07m ，施工时实测顶标高为 -7.1m ，为满足施工时安全， 在初始设计的单层钢板桩围堰外侧 1m 增设一圈钢板桩，双层钢板桩围堰内侧同 时 回填砂土，焊接连接系提高内外层钢板桩稳定性，安全性高，简单易操作。采 用高 低双层钢板桩 —— 即利用外侧钢板桩抵抗冲刷来保证内侧钢板桩围堰的施工安全 性，且由于围堰深度加大，围堰内支撑由原来的两道撑调整为三道撑。 首先测量定位，在双层钢板桩外侧抛宽 2m 、高 1. 5m 砂袋，堆砌砂袋墙， 后对钢板桩围堰四周抛石块，减缓水流对河床的冲刷；安装导向架，插打内外层 钢板桩，并在双层钢板桩间填砂土，焊接连接系 ;降低围堰内水位，安设一、二、 三 层围檩及支撑；吸泥到设计标高，浇筑围堰封底混凝土