方成
中铁大桥局集团第五工程有限公司 江西九江 332001
摘要：坦桑尼亚基干伯尼斜拉桥水中墩采用钢板桩围堰施工技术，本文详细介绍了深海淤泥地质钢板桩围堰不封底承台施工法，开创了不封底施工承台先例，加快施工进度并极大节约成本。为国内类似结构设计及施工提供了新方法和思路。
关键词：钢板桩围堰；不封底；承台施工
1 概述
1.1 工程概况
坦桑尼亚基甘博尼斜拉桥位于达累斯萨拉姆市的Kurasini海湾，是坦桑尼亚为开发基甘博尼岸高档商务区而修建的一座跨海湾通道。该桥主城区西岸有1km长引道下穿过坦赞铁路与既有曼德拉路相连，基甘博尼岸有1.5km引道与既有Kibada路相连。主桥为五跨双塔单索面钢绞线斜拉桥，桥长400m，梁跨布置形式为（40+60+200+60+40）m，桥梁全长680m。全桥布置图如图1所示：
图1 基甘博尼桥（40+60+200+60+40）m斜拉桥立面布置图
主桥水中墩五个，均需要围堰施工。
1.2、地质及水文
根据地勘资料显示，桥址处地质情况如下：河床处顶层土为软质和非常软质粉质粘土，延伸至河床以下8.0-19.0m。其下地层 分别为粘土或粉土、中等致密到非常致密的砂层，桩端位于非常致密砂层中。桥址位于达市库拉西尼海湾，受印度洋季风影响，气候湿热，年平均气温为25.8℃，每年两次雨季，其中11月～12月为小雨季，3月～5月为大雨季，12月～2月气温超过30℃。桥址处海面水位受半日潮汐影响，最高水位+2.3m，最低水位-2.0m，最大潮差4.3米。
2、承台设计情况及施工方案
2.1承台设计情况
坦桑尼亚基甘博尼斜拉桥主塔墩基础布置40根φ1.5m钻孔灌注桩，承台设计为高桩承台，其顶面标高为+2m，底面标高为-2m，海床面标高为-7.5m。承台底高于海床标高。承台外轮廓为八边形结构，长、宽均为24.6m，高度采用梯台形构造，顶面两米采用斜面与墩身底部连接，总高4m，混凝土方量1750方。
承台及桩位布置示意图如下：
2.2承台施工方案
桥址位于海湾中，不通航，大型吊船及拖轮均无法进入桥址且项目所在地工业非常落后，无法进行大型钢结构加工，施工中所需的钢材均从中国通过陆运至工地，因此双壁吊箱或者套箱围堰方案无法实施。此外项目一共有9个水中墩，综合考虑施工便利及材料倒用选用钢板桩围堰是最优方案。
⑴ 钢板桩围堰设计及计算
承台围堰采用SP-U600×210型锁口钢板桩围堰，其构造形式为圆形，围堰顶高程+2.8m，围堰设计抽水水位+2.3m。围堰共设置两层内支撑，顶层内支撑设置在+0.30m处，底层内支撑设置在-5.70m处，两层内支撑之间设连接系连成整体，利用精轧螺纹钢筋整体下放至设计高程后插打钢板桩。围堰顶、底层内支撑圈梁均由钢板焊接组成，其顶、底板截面尺寸为600×20mm，腹板截面尺寸为660×20mm，内支撑钢管采用Φ600×8mm钢管。
① 钢板桩围堰计算工况
由于承台处土层为淤泥，内摩擦角极小，故不考虑土层提供钢板桩锚固点，为保证钢板桩的稳定性，钢板桩在海床面以上始终需设置两道支撑，整个施工过程控制工况：
工况一：内支撑已安装，围堰内水位-4.5m，围堰外水位+2.3m；
工况二：内支撑已安装，围堰内水位-4.5m，围堰外水位-2.0m；
② 钢板桩受力计算
各控制工况下钢板桩受力简图如下：
⑵ 钢板桩围堰施工
根据承台结构尺寸，钢板桩围堰直径达31米，且墩位处淤泥层厚16米，钢板桩底口位于淤泥层中，只能依靠圈梁才能支撑钢板桩自重及插打过程的精确定位。钢板桩插打前先安装围堰两层圈梁，圈梁安装前先进行预拼，圈梁采用插打临时支撑管桩进行分段拼装并严格控制两层圈梁外缘在同一垂直面，两层圈梁拼装完成后利用对称的四个角桩进行下放，圈梁下放到预定标高后，在拼装用的临时支撑管桩上焊接牛腿支撑圈梁自重及钢板桩插打过程中的荷载。根据计算所需钢板桩单根长21米，钢板桩插打垂直度及平面位置控制的好坏是最终能否顺利合龙的关键，为解决此问题，插打钢板桩时在围堰顶层圈梁上安装临时定位卡箍，卡箍通过卡扣固定在顶层圈梁上。此方案有效的解决了钢板桩插打精度控制难度，确保最终精确合龙。
⑶ 钢板桩围堰不封底方案
项目水中墩采用高桩承台结构形式，承台施工中的荷载可通过在工作桩外护筒上焊接牛腿作为承台施工支撑体系，现需要解决的是承台底支撑体系及承台施工期间控制围堰水位的问题。桥址位于印度洋的海湾处，根据地勘报告，离海岸边约120米均存在6.5m～16 m淤
泥层，最厚淤泥层达16m。淤泥土在工程上一般指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的黏性土。淤泥土具有低透水性的特点，一般垂直方向的渗透系数在K=1×10-6～10-8cm/s之间。为验证桥址淤泥土的特性，在钻孔桩施工阶段利用工作桩的护筒进行了淤泥层透水试验，即在护筒插打完成后抽干护筒内水，静置三天未发现有水流入，基本可以确定桥址处的淤泥层具有低透水或不透水性的特点。为确保淤泥层止水效果，利用淤泥土压缩性高的特点，在钢板桩围堰插打完成后对海
论文作者:方成
论文发表刊物:《基层建设》2016年2期
论文发表时间:2016/5/27
标签：围堰论文; 钢板论文; 圈梁论文; 淤泥论文; 坦桑尼亚论文; 斜拉桥论文; 水位论文; 《基层建设》2016年2期论文;