河口黄河特大桥墩基础施工.doc

河口黄河特大桥5#墩基础施工 王双合 苏宗华 摘要： 关键词： 一、工程概况 河口黄河特大桥5#墩位于既有铁路兰青线右侧路堤边坡上，基础设计为挖井基础，挖井基础直径φ7.2m，实际挖深从边坡上的中心点到设计基底为7.4m，最高点到设计基底9.7m，见下图，设计时考虑采用钢筋混凝土套箱防护施工。 由于施工时开挖深度较大，以及既有线行车产生的附加荷载（动载+静载），这样土压力将加大，同时该挖井基础位于既有线边坡上，对既有线的运营安全影响很大，施工难度主要是保证既有线行车安全的前提下完成该挖井基础施工。 二、受力分析 该挖井护壁按常规考虑，周围有土的作用，以及行车荷载的影响（行车荷载折算成换算土柱），护壁混凝土将受到土压力的作用，必须要满足强度与刚度的要求。该挖井位于边坡上，护壁上下侧（按平行于既有线的基础中心线划分）受到的土压力不平衡，因此，在开挖过程中，护壁整体将受到偏心压力，即边坡上面一侧的土压力不平压力不平衡，因此，在开挖过程中，护壁整体将受到偏心压力，即边坡上面一侧的土压力大于边坡下侧土压力，这样该护壁将有整体位移、滑动、倾覆的趋势。 护壁施工时由于分层施工，上下层护壁之间有土压力差，将产生剪力。 施工方案拟定 受力虽然清楚了，但具体施工方案仍需结合现场实际及可操作性来考虑。有人提出水平分块间断施工护壁，最后合龙的方案，有人提出斜向支挡全开挖、护壁采用直段板块，边开挖边下沉护壁块的方案，也有人提出沉箱方案。经详细分析计算，这些方案有一个共同点，就是操作困难，辅助工程量大，如分段护壁最终合龙的方案，需要人工下去掏挖约6m，（到坡脚地面以下1.5m），开挖面不宜小于70cm,否则人下不去，还需许多挡板，护壁砼数量将超设计太多；而采用直板法，将需先掏挖2~3个支撑柱，深约6m，且由于跨度太大，直挡板的板厚及配筋率就会太大；而沉箱方案须先填土约300m3，并需夯实，否则下沉时会偏，且难以下沉到位。 综合以上方案的长处，结合6#、7#墩挖井基础开挖情况及地质情况，我们考虑采用与6#、7#墩平地护壁相似的斜向分层护壁法，即在地面采用一圈1m深左右的整体斜向护壁，再分次补平护壁底部，然后采用普通平地护壁的施工方法进行。 四、方案细化设计 本方法的基本思路是： 由于土质相似时，相同高度的土压力应该是相同的。这样就可以采用与6#、7#墩挖井护壁相同的厚度即30cm，实际设计时采用下30cm，上40cm的倒梯形断面，便于浇注护壁混凝土。 利用环形结构承受均匀径向力时，只受环向压力的理论。这样结构的受力状态较好，受力明确，可充分将用砼受压强度高的特点，并有采用环形护壁形式的可能，虽然本护壁的径向力最终不是很均匀。 为抵抗水平向受力，在两层护壁间设接缝钢筋（双层），施工时可直接插入土中，开挖下一层护壁时挖出连接即可，操作也方便可行，此钢筋也同时加强护壁的竖向整体刚度，抵抗不均匀的土压力的影响。 为抵抗水平推力，避免产生位移，采用上、下侧护壁不同厚的平面护壁型式，即上侧护壁采用35cm（均厚），下侧采用60cm（均厚），这样下侧护壁与土的接触面积将与上侧护壁与土的接触面积基本持平，同时重力也基本相同，必将产生整体重心向上侧偏移，增加稳定力矩，防止产生位移、滑动和倾覆。 在开挖过程中，将挖出的土方堆于下侧护壁边并填高。这样将产生更多的抵抗力矩，防止上侧护壁的位移。 按此思路考虑的方案图如下： 施工步骤如下： 1、在兰青铁路边坡上设置沉降位移观测桩，以便在施工过程中随时观测边坡沉降、位移情况；在护壁顶以上1m开挖0.3m深截水沟，用砂浆抹面。 2、开挖①块的土方，开挖时要抽槽法开挖，槽宽1m，不得全断面开挖。 3、安装①块的钢筋及②~⑧块得预埋钢筋。 4、立①块模板，浇注①块混凝土。 5、开挖②块土方，安装②块钢筋，立②块模板，浇注②块混凝土。 6、按与②块相同的方法，依次施工③~⑧块。 7、按平地施工挖井的方法施工⑨~⑿块，高度为0.5~1m。 8、浇注挖井混凝土，达到一定强度后立模板浇注墩身混凝土。 9、在护壁内分层回填土夯实；将坡面上截水沟填平，坡面植草。 配筋图如下： 实际施工 从10月8日开挖到11月24日结束，历时47天，工期之长与设计之初“快速施工”的想法是有很大出入的，主要外界因素影响所致，与方案无直接关系。 按照预定方案，第一次开挖采用抽槽法施工，上侧护壁深约0.8m，由于坡脚部分土质含水量太大，无法开挖太深，实际开挖深度为0.5m，故在下侧护壁的根部设有4级台阶。按照设计，将竖向钢筋全部插入下层护壁所在的土中，水平向设有φ10双层水平环向钢筋共6根，在每个台阶处埋设4根水平钢筋，用于下次补平护壁时使用。仅一天时间就开挖完，并浇注第一次护壁砼。 第二次到第四次开挖时，按照方案只开挖上侧护壁土方，采取全断面开挖的方法。