7號墩為江西某大橋的過渡墩,墩身處于江西贛江中,施工期水位約96.5m,水深約3m~4m,承臺分左右幅設置,承臺平面尺寸均為7.5m×7.5m,頂標高為95m,承臺底標高為92.5m,承臺高度為2.5m,單個承臺需混凝土140.6m3。墩位處地層按照地勘資料從筑島頂面往下依次為:粉質(zhì)黏土:筑島時填筑,頂面標高99.1m,層厚約6.2m。稍密-中密卵石層:頂面標高92.9m,厚度約1.8m~3.3m,卵石含量約60%,其他40%為細砂和泥質(zhì),卵石粒徑10mm~180mm不等。該地層實際經(jīng)由采砂船長采撈河砂后遺棄在河道中的礫石組成,礫石粒徑較粗,孔隙率大,透水性極強,對圍堰止水非常不利。微風化白云質(zhì)灰?guī)r:巖石層頂面標高90.9m,基巖為微風化白云質(zhì)石灰?guī)r,強度較高。
7號墩設計承臺底標高為92.5m,施工時水位標高約96.5m,基坑處于常水位以下約4m,卵石地層透水性大,坑壁穩(wěn)定性差,綜合考慮工期及施工成本,采用鋼板樁圍堰施工。鋼板樁施工前首先要平整筑島頂面,標高整體下降至97.0m,減小鋼板樁受力,并將筑島頂面積擴大到862m2,為鋼板樁施工創(chuàng)造工作面,然后再進行鋼板樁施工。
本工程采用拉森Ⅲ型鋼板樁,打設范圍為10.5m×24.8m,鋼板樁距承臺邊緣1.3m,拉森Ⅲ型鋼板樁參數(shù)為:400mm×125mm×13mm,每米重60kg,每延米的截面面積為198cm2,截面慣性矩為1.82萬cm4,截面抵抗矩為1350cm4。根據(jù)巖層分布情況選擇長度為6m~9m的鋼板樁。按照設計計算,7號墩承臺圍堰須要求將鋼板樁插打到封底混凝土以下1.0m,為確保安全,在有條件的情況下將鋼板樁插打至封底混凝土以下4.0m,即88.0m位置,其余位置鋼板樁打到不能打入為止,但至少保證打入封底混凝土以下1.0m。
內(nèi)支撐設置:第一道內(nèi)支撐位于鋼板樁下1m,即96m標高位置,圍囹及支撐均采用雙拼40b工字鋼,第二道內(nèi)支撐拉于鋼板樁下3.5m,即93.5m位置,圍囹采用三拼56b工字鋼,對撐及角撐采用雙拼40b工字鋼。
采用理正深基坑設計計算軟件7.0版計算。以絕對標高97m為軟件計算中對應的±0.000m標高,與筑島頂標高97.0m相同,覆蓋層頂標高對應為-4.1m,坑底標高為-5m(對應絕對標高為92m,較承臺底標高低50cm,即考慮開挖過程中有50cm超挖,后再做50cm封底混凝土)。相關參數(shù)如下:黏土層相關指標參數(shù):層厚97m-92.9m=4.1m,飽和容重取18kN/m3,黏聚力標準值取15kPa,水上內(nèi)摩擦角取φ=28°,水下內(nèi)摩擦角取φ=18°,水位線以下黏聚力標準值取10kPa。
卵石層相關指標參數(shù):層厚92.9m-90.9m=2.0m,稍密-中密卵石含量約60%,其他40%為細砂和泥質(zhì),卵石粒徑10mm~180mm不等,飽和容重取22kN/m3,黏聚力標準值取0kPa,水上和水下內(nèi)摩擦角均取φ=37°。
巖石層相關指標參數(shù):軟件計算中按最不利情況取巖層最高點90.9m計算。飽和容重取24kN/m3,水下黏聚力標準值取400kPa,水下內(nèi)摩擦角取φ=45°。
坑頂通常有汽車吊等作業(yè),預計最大可能為50t汽車吊,一般為25t,起吊重量一般在5t以內(nèi),計算時按50kN/m2的條形荷載計算,條形荷載的分布寬度為4m,內(nèi)側(cè)位于基坑邊。
表1 內(nèi)力取值