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赣江公路大桥东锚碇基坑工程

362 2021-01-18 09:49:52


一、工程简介及特点


该桥为特大桥,桥长 1037m,桥宽 35m,主跨为 408m,地锚式悬索桥,引道及连接线长 10.521km。工程地质勘查报告表明东锚锭基坑开挖存在较厚的卵石层,且该卵石土层与现状河床卵石土层为同一土层,并相连贯通。综合考虑采用地下连续墙作为基坑支护结构。


基坑平面呈筒状,直径为 58.6m,开挖深度 21.196m,采用厚 1m 的圆形地下连续璃围护结构与内衬组成的整体复合墙体,墙深24.7m。圆形围护结构具有整体刚度大,径向变形小的特点,由于不设支撑,为土方开挖和结构施工提供了较大的施工空间。


整个基坑工程施工历时6个月,其中2008年 10月下句至11月上旬为工程准备及地下连续墙导墙施工阶段,2008年11月至2009年1月上句施工地下连续墙,2009年1月上、中句进行端顶帽荣施工和表层土开挖,随后由于春节暂停施工,于2009 年2月初至 3 月下旬开挖土方并施工围棉和内衬,最后于2009年4月上、中旬胞工底板。


二、工程地质条件


场地位于磷江东岸水东镇虎岗村,场地区域为餐江一级阶地,冲积层发育,国人工防拱筑堤,地势高差较大。


根据地质勘察资料,本场地土层性质情况如表1所示,典型工程地质剖面见图1。区内收盖层为人工填土层和第四系全新统(Q4)冲积层,下部基岩为自墨系(K)泥质粉砂岩。填土层局部分布,为新近填土。冲积层分布范围广泛,厚度较大,土质类型有粉土和卵石。场区基岩为白墨系泥质粉砂岩,岩体内泥质含量高、且含量较均匀,弱风化层内裂隙较发育,微风化层内岩体相对完整。


据区域地质资料,工作区外围区域性构造主要发育一控盆构造,为大余 赣州一兴国南城断裂带,产状 295°~30】°,Z70°~75°,此断裂带直接控制了赣州盆地南翼的展布,呈北东方向延伸,此区域性断裂构造有多期次活动现象,盆地受构造活动的影响,岩石可见有层理构造(层间擦痕》以及切割层理的裂隙构造,工作区间未发现大断裂构造,说明场地位于构造稳定区。


场地内含有一层地下水,地下水类型为孔隙潜水,赋存于冲积层粉土和卵石中,受大气降水和赣江侧向迳流补给.水量丰富,与赣江水力联系密切。勘察期问实测初见水位埋深3.30~10.60m,稳定水位埋深2.90~9.40m.稳定水位标高 93.29~96.58m。据岩土质判断∶粉土②和卵石③均属强透水性地层,基岩属弱透水性地层。场地内土对混凝土结构有弱腐蚀、对混凝土结构中钢筋无腐蚀,对钢结构有弱腐蚀。



四、加固措施


地连墙施工期间,大型机械在施工场地内行走对槽段稳定性造成不利影响、所以在导墙施工前需对表层上体进行加固。表层填土和粉土层采用g700水泥搅拌桩加固、加固深度至卵石层顶标高为止。搅拌桩桩间搭接 200mm,材料采用P32.5普通硅酸盐水泥,水灰比 0.55,搅拌桩水泥掺量8%。搅拌桩施工遵循两喷两搅的操作程序,应连续施工,相邻桩施工间隙不得大于10 小时,钻头的提升(下沉)速度不得大于0.5m/min,桩位偏差不大于 50mm,垂直度偏差不大于 1%。


地连墙接缝采用高压摆喷注浆进行止水处理,即先在墙体接缝外侧 30cm 处钻高喷孔,而后进行夹角为90°、摆角为90°的二重管法高压摆喷注浆。摆喷桩采用P32.5普通硅酸盐水泥,水泥用量 275kg/m。注浆深度从卵石层底部开始向上,至卵石层顶面标高以上1.5m为止。


五、基坑围护平面图


东锚旋地下连续墙平面布置图如图 3 所示。

圆形结构地下连续墙内径 58.6m,外径 60.6m,墙厚1m。地下连续墙共 32 幅,施工时划分为 32 个槽段,一、二期槽段各 16 幅,其中1~31 号为标准幅,32 号为异型幅,地连墙槽段划分图如图 4 所示。地连墙采用冲击钻机"钻抓法"成槽,接头采用圆形锁口管形式。成槽时槽孔宽度不得小于100cm,每个槽孔检测截而不小于5个,开孔孔位偏差不大于 30mm,槽孔倾斜度不大于1/300,接头处相邻槽段的中心线在任一深度的偏差不大于 50mm。


地连墙施工完成后,为满足其在土方开挖阶段的受力和刚度要求,在地连墙顶面设置圆形帽梁,地连墙内侧帽梁下方设置3 层围檩和3 层内衬作为地连墙的弹性支撑结构。帽梁高1.2m,宽1.5m,顶部标高为99.00m。第1、2 层围檩高1.2m,宽1.2m,第3层围檩高 1.2m,宽 1.5m。其中帽梁与围棕间以及围棕之间净距为1.8m,采用挂网喷射混凝上。第一层内衬与第3 层围檩间距 1.35m,也采用挂网喷射混凝土。3 层内衬宽度均为 1.8m,高度分别为 1.2m,3m,2.15m。


六、基坑围护典型剖面图


帽梁、围檩和内衬(如图5)采用C30 混凝土,导墙采用C20 混凝土.地连墙(如图 6)采用 C30 水下混凝土。


地连墙全部施工完毕并达到设计强度 80%后,方可进行土方开挖。土方开挖前两周,开始进行坑内降水,降水深度控制在开挖面以下 0.5~1m。基坑开挖遵循"分层、分区、对称、限时"的原则进行,采用逆作法开挖土体,分7层开挖。开挖初始标高 99.00m,第1层为帽梁开挖,高1.2m,第2层开挖为帽梁底部至第一层围檩底部,高 2.8m,第3层开挖至第 2层围檩底部,高 3m,第4层开挖至第3层围檩底部,高 3m,第5、6层开挖分别至第1、2层内衬底部,高度分别为2.55m,3m,第7层开挖至基坑底,最低坑底标高78.304m。每一层平面分为13个区,每层土方必须按照分区序号顺序依次对称开挖.采用岛式开挖法进行土方开挖,挖掘机从地连墙周围向圆心方向按设计分区顺序依次开挖,土方开挖分层如图7所示。基坑周边每层各区段土方开挖至相应标高后、必须在 48小时内形成围檩或内衬。围檩(帽梁)或内衬混凝土均达到设计强度 80%后,方可进行下层土方开挖,严禁超挖。


为保证围檩(内衬)与地连墙问的连接质量及共同受力,克服围檩(内衬)自身重量,在地连墙施工时预埋直螺纹连接器,各层内衬部分竖向钢筋均采用连接器连接。围檩或内衬浇注前,应对地连墙内侧接触面清洗凿毛,并凿出连接预埋筋,以保证围棕或内衬与地连墙连接可靠。基坑开挖暴露后,应严格控制坑边地面超载.不得大于30kPa。


七、坑内降水方案与土方开挖


本工程坑内降水主要为疏干降水,土方开挖前,坑内采用降水井进行降水,降水深度应控制在开挖面以下 0.5~1m。


基坑内共设5口降水管井,管井总深度 22m,孔径600mm.内置如325mm滤水钢管,典型降水井构造如图 8 所示。


为了提高工效,缩短工期,施工期间分1、2层土方采用坑边放坡,土方车进入坑内,挖机直接装土的方式出土;第3到5层采用挖机将土方翻驳到坑边,由坑外长臂挖机装车。


出土;第6及以下土层利用挖机将土方翻驳到坑边,然后利用塔吊垂直运输.装车出土。本工程土石方的出土作业量共约65000立方,日均出上约 2000~300立方。基坑施工过程如图9所示。


八、基坑监测方案


通过各种预埋的检测元件,基坑施工过程中对各项参数进行了采集,整理,分析。这项工作为优化设计,提高施工安全性起到非常有价值的作用。监测内容主要包括∶地连墙墙体侧向位移墙顶位移,围樑及内衬内力水位变化坑边沉降等具体见表2



感谢供稿作者:

吕凤梧、徐伟、徐鹏飞、夏乔网

(同济大学土木工程学院)