浅论闭水桩帷幕施工论文.docx

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浅论闭水桩帷幕施工论文

浅论闭水桩帷幕施工

—重庆外环项目水土嘉陵江特大桥主墩基础施工

说明：

水土嘉陵江特大桥是整个外环北段项目的工期控制性工程。

该桥主墩位于嘉陵江枯水期浅水水域，选择合理的基础施工方案，确保汛期到来之前完成桩基础施工，方可保证最终的总工期。

一、工程概述

水土嘉陵江特大桥主桥为138.5m+245m+138.5m刚构施工，桥长522m。

为双幅六车道，分离式桥梁，左右幅间净距为8.0m。

主墩基础设计为φ2.2m钻孔桩，大体积钢筋混凝土承台（高5m），双肋式柔性薄壁墩柱，并在上下游两侧设置防撞墩。

每个承台下设有15根钻孔桩，双排矩形墩柱。

二、主要技术指标

⒈公路等级：

六车道高速公路

⒉设计车速：

100Km/h

⒊分离式桥梁宽度16.75米。

⒋设计洪水频率：

1/300。

⒌设计荷载：

公路—I级

⒍地震烈度：

按Ⅶ度设防。

三、水土嘉陵江特大桥主墩基础施工方案考虑

按照一般施工程序，首先应进行筑岛围堰施工，然后在岛内进行钻孔桩、承台等施工。

并在承台基坑开挖施工时对坑壁进行适当防护。

我部于2006年12月下旬进场，因进场较晚，错过了嘉陵江的半个枯水期，进场后，又因墩位处码头迁移而耽搁月余。

围堰筑岛施工直至2006年元月底才全面开始。

通过设计所提供嘉陵江的水文资料及到上游北碚水文站调查发现：

基础施工根本无法保证在嘉陵江的汛期到来之前完成，因此，基础施工势必会受到洪水的影响。

若按照一般施工程序进行施工，洪水到来时，只能将机械撤离，筑岛围堰势必会被洪水毁坏。

且嘉陵江水位极不稳定，很难预测，而机械设备全部撤离则需要花费大量的时间。

洪水过后，只能等到二次筑岛施工完成后，基础施工才能继续展开。

主墩位于嘉陵江水域之中，筑岛需要花费大量的时间与费用。

而前期施工用电尚未解决，因钻孔周期长，且需要至少四个施工循环，在自发电的情况下，无法在汛期前完成桩基施工。

设计图中建议采用双臂钢套箱围堰，也是从防洪及确保连续性施工考虑。

而主墩均处在枯水期的嘉陵江靠岸浅水水域，若下沉双臂钢套箱，也必须先筑岛施工。

并且，设计承台底标高（165.198）离常水面（173.5）达8.3m，且承台中心嵌入岩层3m以上。

为防止承台施工时钢套箱底部漏水，必须施工不小于2m高的封底混凝土，这就要求钢套箱嵌入岩层不小于5m，施工的难度将增大，施工周期也将加长。

据调查，该处汛期水位高达195m左右，历史最高水位在210m以上，若保证汛期连续性施工，必须将钢套箱施工高度高出洪水位。

显然，这样下来，将更大的增加施工的费用。

洪水期过后，人员、材料、机械设备等进出围堰进行施工，都将增加施工费用。

采用沉井法施工，跟钢套箱施工有近似之处，也不太可取。

综合考虑，我部拟采用如下施工方案：

首先筑岛围堰施工，然后在在岛上进行闭水桩帷幕施工，闭水桩帷幕施工完毕，进行挖孔桩、承台施工。

闭水桩帷幕的作用：

1、很好的起到止水的作用，可以将钻孔施工变为挖孔桩施工，闭水桩帷幕内的30个桩孔可以同时开挖，减少施工周期。

2、承台施工时，既能起到防水作用，还能稳固边坡。

3、可保证帷幕内的筑岛材料在洪水到来时不被冲走，水位下降后，可以立即组织人员继续岛上施工。

四、闭水桩帷幕施工

主墩基础位于嘉陵江枯水期时江边浅水区域，采用筑岛围堰施工。

围堰施工利用挖掘机、推土机、装载机和自卸翻斗车装卸和运输，并在围堰与水域接触面采用双层编织袋装河卵石护坡。

1.筑岛施工

填筑从堤岸逐步向嘉陵江水域推进，筑岛材料从附近选购。

为避免孔桩施工时困难，在承台范围内填筑时应选用粒径较小的材料。

为防止筑岛偏位，在填筑过程中，应经常利用全站仪进行定位，确保位置准确。

左右幅筑成一体，围堰尺寸应满足施工需要，从承台设计边缘至围堰顶面边缘净距应控制在18m左右，具体尺寸可根据承台基坑开挖深度确定。

围堰的高度按照高出常水位2.0m进行控制，嘉陵江两岸的围堰顶面标高应相同。

筑岛施工完成后，应立即组织人员对围堰坡面与嘉陵江水域相接处进行防护，保护筑岛材料不被流水冲走。

防护采用编织袋装河卵石进行双层堆码，按照填筑的材料自然收坡，码放高度与围堰顶面平齐。

2.围堰防水设计

基坑防水采用在围堰内承台外边加宽12.0米左右处设置闭水桩帷幕施工。

闭水桩选用φ0.8m混凝土钻孔桩，混凝土采用C20等级。

闭水桩采用冲击钻冲击成孔，钻机就位应严格按照放设桩位对中，不得随意摆放。

开钻前，应尽量抬高承台范围内的围堰高度，避免受泥浆侵蚀，不利于孔桩施工。

并且，选择合理的位置修筑泥浆池及沉淀池，在施工过程中，严禁泥浆直接流入嘉陵江内，污染水域。

闭水桩钻进按两排进行施工，先施工靠近承台一侧的止水桩，桩中心间距为1.4m，成桩后桩间净距为0.6m。

第一排闭水桩施工完毕后，应对第二排闭水桩重新定位，确保两排桩咬合紧密，并且按照第一排闭水桩的混凝土浇灌顺序依次进行钻进，避免第二排闭水桩施工对第一排闭水桩的混凝土造成影响。

第二排闭水桩混凝土灌注时，钢护筒应与混凝土面逐步上升，确保混凝土与第一排闭水桩混凝土密贴。

闭水桩的长度根据现场实际情况确定，要求桩底嵌入岩层2.0m，桩顶与围堰顶面等高，且高于常水位2.0米以上。

常水位标高为173.5m，围堰与闭水桩顶标高不低于175.5m。

闭水桩外侧预留围堰宽度不小于5.0m，作为承台施工时的工作平台。

混凝土灌注采用水下灌注法，混凝土强度采用C20等级。

混凝土的拌制在施工现场完成，在两侧各设一个0.3方的小拌和站，人工上料，小四轮运输混凝土。

每侧安置两台200kw的发电机两台，确保钻机与拌和站的用电。

主墩闭水桩施工现场

混凝土灌注前必须检查孔底是否嵌入岩层2.0米，检查方法根据钻孔桩内出渣情况与钻进速度而定。

泥浆采用黄色黏土，而砾石下的岩层为泥岩，钻机到达基岩上，泥浆颜色变红。

止水桩必须在确定位置进行施工并保证其垂直度，混凝土的灌注必须严格按照桩基施工技术要求进行施工，保证其桩身的连续性和混凝土的强度满足要求，避免出现夹层、断桩等事故。

确保承台施工安全和满足施工时的闭水要求。

施工时，在闭水桩顶部预埋钢构件，待所有闭水桩施工完成，将钢构件连成一个整体。

考虑施工中会经历一次桃花汛（水位约为176m），为保证桃花汛期不中断施工，采用混凝土墙将闭水桩帷幕接高至176.6m。

闭水桩帷幕砼墙接高

因筑岛材料费用大，且运输至江边比较困难。

在挖孔桩施工时，利用孔内弃渣逐步将围堰加高（176m以上）。

根据经验并通过检算，按照上述施工，闭水桩帷幕施工完毕，可以起到良好的止水作用，且能够满足承台施工时填料及水的侧压力与施工荷载的作用。

施工过程中，我们购置了嘉陵江水文预报，可预报7天内的水情，便于施工的合理组织安排。

并派专人对嘉陵江的水位进行量测观察，一旦得知水位情况发生大的变化，将停止围堰上的所有施工，人员必须安全撤离。

五、闭水桩帷幕施工效果

1、每个围堰内设置4口降水井，每口井中放置一台水泵，在桩基施工中，水泵能够连续出水，效果良好。

2、因闭水桩可以达到良好的止水作用，为了加快施工的速度，孔桩全部采用人工挖孔进行施工。

除少数孔桩地下水丰富外，其余孔桩只需在孔内安装一台2kw水泵便可保证挖孔作业正常施工。

岛内挖孔桩施工

岛内挖孔桩施工

3、2006年5月12日～16日，洪水最高水位达到176.8m，整个围堰被淹没，退水后，仅用4天时间，便将岛内积水抽调，挖孔桩便继续施工，只是孔口未覆盖，孔内存有部分数根、垃圾等淤积物。

围堰被洪水淹没

4、5月24日～29日，部分桩基础已经成孔，洪水最高水位达到182.9m，整个围堰被淹没，孔口采用楼板覆盖。

退水后，经量测孔内无沉积物，孔内存水较为干净，能够直接进行水下混凝土灌注施工。

洪水已高过围堰顶6.3m

5、2006年10月中旬，开始进行承台基坑开挖作业，开挖至岛外水位以下2.0m左右时，岛内渗水量很小。

主墩基础第一层基坑开挖

5、2006年10月25日～28日，洪水最高水位达到179.1m，整个围堰被淹没，退水后，继续开挖基坑第二层，开挖至岛外水位以下5.0m左右时，只需在降水井内放置水泵，基坑内渗水量很小。

主墩基础第二层基坑开挖

主墩基础第二层基坑开挖

6、整个承台施工中，只要保持降水井内抽水不间断，闭水桩以内的渗水量都比较小。

承台垫层施工

承台钢筋绑扎

承台混凝土浇筑

六、结束语

总体而言，闭水桩帷幕施工在本项目中取得了成功，为桩基础及主墩承台施工提供了强有力的保障，节省了作业时间，得到业主的认可。

同时也为江边浅水基础施工提供了又一个思路。

重庆外环项目部赵红来

2006.12.16