于 兵, 程 飛, 徐東方
(中國水利水電第十四工程局有限公司, 云南 昆明 650041)
隨著我國經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)同步發(fā)展,一大批橋梁成功建設(shè),充分展示了我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的強大實力。橋梁施工過程中經(jīng)??缭胶恿鳎诠こ讨忻媾R橋梁樁基、承臺的施工難題,不同的橋梁采用了不同的方法來解決。本文結(jié)合實例論述了在河內(nèi)對橋梁樁基及承臺施工時設(shè)置的簡易的土石圍堰型式施工方法,以最經(jīng)濟的方式解決了河內(nèi)樁基、承臺施工問題,可用于類似工程借鑒。
宜昭高速洛澤河特大橋為一座分離式橋梁,全橋22跨,橋長1 336 m,橋面寬2 m×12.25 m,主橋采用“80 m+(3×150) m+80 m”連續(xù)剛構(gòu)體系橫跨洛澤河和昭彝二級公路,最大墩高119 m,本橋按照300年一遇洪水設(shè)計,設(shè)計水位高程859.28 m(有記載以來最大洪水水位高程)。16號、17號橋墩位于洛澤河左右岸,其中17號墩位于洛澤河左岸河內(nèi),左幅承臺頂高856.953 m,右幅承臺頂高>856.347 m,實測施工期3月河水水位高程853 m。橋墩布置見圖1。
一期圍堰主要目的是作為樁基施工平臺,設(shè)置平臺圍堰即可。
圖1 洛澤河特大橋16號、17號橋墩縱斷面示意
2.1.1 一期圍堰平臺高程確定
3月實測17號橋墩處洛澤河處水位高程853 m,按照進度安排17號橋墩樁基安排在汛期施工,根據(jù)以上資料結(jié)合河道寬度等推測,樁位處汛期十年一遇汛期洪水水位高程約855.5 m,考慮到圍堰平臺填筑侵占河道的水位雍高等,為了確保施工期安全,將一期圍堰平臺高程擬定為:
H=h+Δh=856.5 m
式中,H為堰頂高程;h為擋水水位,取854 m;Δh為安全超高,一般為0.7~1.0 m,取1.0 m。
2.1.2 一期圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計
一期圍堰平臺采用土石回填,堰腳及堰坡采用塊石防護,為了增強抗沖刷能力,塊石采用水泥砂漿包裹。樁基采用沖擊鉆施工,無需采取防滲水措施。
根據(jù)設(shè)計圖紙,17號橋墩左幅承臺底面高程為851.953 m,右幅承臺底面高程為851.347 m,距離一期圍堰平臺高度約5 m,經(jīng)實測,施工期現(xiàn)水位高程為853 m,承臺底面位于水面以下1.2~1.5 m,為了承臺基坑施工,必須設(shè)置二期擋水圍堰。
2.2.1 河道疏浚
根據(jù)橋墩平面位置及河道特征,橋墩正處于河道彎段處,水流直沖一期圍堰及橋墩,且由于一期圍堰平臺與承臺底部高差較大,為了避免河流直沖圍堰,加寬河道過流面積,降低河水水位高程,減小基坑圍堰深度,減小安全風(fēng)險,需對右岸河道進行疏浚,河道疏浚深度至少保證2 m。
2.2.2 二期圍堰高程確定
結(jié)合現(xiàn)有水文資料、實測水位及河道寬度等推測,樁位處枯期十年一遇枯期洪水水位高程約854 m。考慮到圍堰平臺填筑侵占河道的水位雍高等,為了確保施工期安全,將二期擋水圍堰高程擬定為:
H=h+Δh=855 m
由于洛澤河主要為季節(jié)性河流,枯期水量較小且較為穩(wěn)定,并經(jīng)過河道疏浚后水位高程有所降低,過流斷面及過流能力提高,按照汛期圍堰水位高程推測方法,是能夠滿足要求的。
2.2.3 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)承臺結(jié)構(gòu)特征,17號橋墩左右幅采用整體基坑圍堰設(shè)計,采用土石圍堰+雙層土工膜防水布的結(jié)構(gòu)型式,防滲體底部深入原地地面內(nèi)部小于0.5 m,圍堰堰頂寬4.5 m,基坑開挖大小比承臺結(jié)構(gòu)尺寸大1.0 m設(shè)計,圍堰內(nèi)外側(cè)坡比均設(shè)置為1 ∶1,外側(cè)坡腳采用塊石回填。二期擋水圍堰結(jié)構(gòu)型式見圖2、3。
2.2.4 圍堰穩(wěn)定計算
圍堰穩(wěn)定分析采用瑞典條分法進行分析。
圖2 洛澤河特大橋17號橋墩二期擋水圍堰平面
圖3 洛澤河特大橋17號橋墩二期擋水圍堰結(jié)構(gòu)橫斷面
Kc=抗滑力矩/滑動力矩
=187.013/(161.079-31.627)
=1.44≥1.25
因此,圍堰穩(wěn)定性滿足要求。
3.1.1 一期圍堰施工工藝流程
施工準(zhǔn)備→測量放線→圍堰平臺填筑→護腳(坡)處理→平臺圍堰形成。
3.1.2 二期擋水圍堰施工工藝流程
施工準(zhǔn)備→河道疏?!?53.5 m高程以上開挖及回填→防滲基槽開挖→埋設(shè)土工膜防水布→黏土回填→855 m高程以下堰體回填→基坑開挖→基坑抽排水。
(1)一期平臺圍堰施工采取進占法向河內(nèi)逐層碾壓回填,坡腳位置拋填大塊石護腳,為了增加塊石抗沖刷能力,在水位較低時塊石坡面灌填水泥砂漿。圍堰平臺形成后進行樁基施工。
(2)二期擋水圍堰在河道疏浚完成后進行施工。首先在一期圍堰外側(cè)邊緣放出二期圍堰往外填筑寬度,然后開挖一期圍堰往河內(nèi)方向填筑,邊挖邊填,將一期圍堰整體降低至853.5 m高程附近。往河內(nèi)回填時圍堰寬度滿足設(shè)計后,及時拋填塊石,保護坡腳。
(3)放出防滲基坑中線,進行防滲基槽的開挖,防滲基槽寬度為1.0 m,開挖后及時進行基槽抽排水,一邊抽水一邊鋪設(shè)土工膜防水布,鋪設(shè)時裁剪成設(shè)計寬度,從中部往基槽內(nèi)對稱下放,接頭反折疊后采用鐵絲綁扎連接,分段鋪設(shè)后采用人工黏土回填壓至基槽底部,形成雙層防滲土工布,最后采用機械回填至設(shè)計高程。
(4)防滲土工布鋪設(shè)及基槽回填完成后,回填853.5~855 m高程間堰體,分層回填碾壓,直至圍堰形成,圍堰坡腳采用大塊石防護。圍堰施工完成后進行基坑開挖、抽排水及承臺施工。
(1)本文論述了利用水工施工中一、二期圍堰的理念和原理,根據(jù)橋梁樁基、承臺不同施工階段設(shè)計了不同的圍堰結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)型式簡易、施工方便、成本低。
(2)承臺基坑開挖后,并設(shè)置集水井采用潛水泵進行抽排水,滲水量不超過200 m3/h,抽排強度較低,擋水圍堰結(jié)構(gòu)型式設(shè)置較合理,滿足施工要求。
(3)本文防水層采用土工膜防水卷材,接頭部位采取反折疊鐵絲綁扎搭接,對于防水要求較高的基坑可以改為HDPE自黏防水卷材,接頭采取搭接熱熔焊接的型式,防滲水效果將會更好。