荆州公铁长江大桥2#墩承台施工期间长江大堤安全防护技术

发表时间：2019-05-05T14:16:22.387Z 来源：《防护工程》2019年第2期 作者： 付建宏

[导读] 两侧管桩防护、另一边放坡开挖的措施合理有效。本文所提到的施工方法可对类似大堤进行安全有效的防护，保证基础顺利施工。中交横琴投资有限公司 广东珠海 519000

摘要：荆州长江公铁大桥位于荆州市长江荆江河段，荆江河段大堤防护等级高，为长江Ⅰ级堤防。大桥2#墩承台位于大堤临水面堤角处。2#墩承台施工过程中要采取切实有效的防护措施，将承台施工对大堤的不利影响降到最低。经过综合分析制定了在堤角用钻孔灌注桩进行防护的措施，承台两侧管桩支护加放坡开挖的施工方案，成功的进行了2#墩的承台施工，通过监测表明承台施工期间未对大堤产生不利影响，大堤安全可靠。

关键词：长江大桥；大堤安全；钻孔桩防护；基坑开挖

一、工程概况

荆州长江公铁特大桥全长6317.822m；主桥为98m+182m+518m+182m+98m的双塔钢桁梁斜拉桥。大桥从江陵县向南跨越长江后与公安县相连。主桥1#、2#墩位于长江北岸，跨越北岸大堤。2#墩位于大堤临水面，承台边线距堤角仅7m，2#墩承台平面尺寸为20.2m×12.8m，承台高4.5m，承台开挖深度5.0m。 二、开挖支护方案研究

长江荆江段九曲回肠，荆江大堤为国家Ⅰ级堤防。自古就有“长江之险，险在荆江、荆江之险，重在江陵”，荆江河段历来就是长江防汛的重中之重，因此主桥2#墩基础施工中如何确保大堤安全是基础施工的重点。

2#墩承台位于大堤下,距堤角7m处，大堤顶与承台面垂直高差8m。且承台左侧边5m处为进场道路，按照传统钢板桩围堰施工，一道内支撑无法满足受力需求，需在围堰内设置2道内支撑，设置2道支撑就无法将承台一次浇筑，延长了施工周期。为尽快安全高效的将2#墩承台施工完成，经方案比选后确定在堤角处采用刚度较大的钻孔灌注桩作为支护桩进行大堤安全防护，即在大堤堤角处布置一排19根φ1m的连排钻孔桩作为承台开挖过程中大堤挡土防护结构。防护桩间距1.25m，桩顶面与承台面平齐，桩底深入承台底以下7m。承台两端采用φ820×8mm管桩支护，管桩入土深度9.2m，临水侧大面采用1:1放坡开挖。

图2：承台开挖支护平面图

通过计算软件模拟计算，采用灌注桩与管桩相结合的基坑支护结构，在开挖后最桩身最大弯矩为142.8KN.m，剪力为87.8KN，桩身配筋及管桩强度可满足要求，无需在支护结构内部增加内支撑。根据计算结果表明采用刚度大的钻孔灌注桩作为支护结构，对控制变形具有显著效果，开挖后引起的大堤水平位移为2mm，距离承台基坑7m处的大堤堤角沉降几乎为零，使用钢管桩一侧最大地表沉降为5mm，。 3、防护桩施工

2#墩大堤防护桩采用旋挖钻机进行成孔，清孔合格后下放钢筋笼，然后安装导管。混凝土采用导管法进行水下混凝土灌注。防护桩与2#墩钻孔桩一同施工。 3.1钢护筒制造、插打

防护桩钢护筒采用δ=10mm的钢板制作，护筒直径1m，长度3m。钢护筒由钢结构加工厂制造完成，汽车运抵墩位处，用全站仪测量放线确定桩位后用吊机配合旋挖钻自行埋设。 3.2钻孔

防护桩由1台旋挖钻施工完成，施工时采用跳钻的方式进行施工，保证在施工过程中不发生串孔，避免后续施工的钻孔桩不对刚浇筑完成的桩身混凝土产生扰动。 3.3钢筋笼制作

防护桩钢筋笼长12m，钢筋笼在钢筋加工车间的胎模上制作成型，钢筋笼加工完成后用运输车转运至墩位处，汽车吊起吊下放。 3.4混凝土灌注

混凝土由拌合站集中拌制，搅拌车运至墩位，用汽车泵泵送至孔内。现场采用拔球法进行灌注。首盘拔球后拆除导管上的大料斗，换小料斗继续将混凝土灌入孔内，随孔内混凝土上升逐节拆除导管，直至浇筑完成。 4、管桩插打 4.1施工准备

钻孔桩施工完成后对场地进行平整，测量人员按照设计位置放出管桩中心线、边线。为了保证管桩插打垂直度，在地面上铺设工字钢制作的导向装置。钢管桩使用DZ90打桩锤配合履带吊机进行逐根管桩插打。

4.2管桩插打

2#墩防护钢管桩先插打顺桥向下游侧，再插打顺桥向上游侧，单侧管桩从江陵侧依次向公安侧插打。

钢管桩可成二遍插打，即第一遍将一侧管桩逐根打入地下4～5m，使其具有稳定入土深度，第二遍再将所有管桩打到设计标高。 5、承台开挖及浇筑

防护桩身混凝土强度达到设计强度后方能进行承台开挖，开挖由挖掘机进行，配合人工修边。基坑开挖前须做好施工场地内地面排水，沿基坑顶面四周向外设排水坡，并在基坑外适当距离设截水沟，疏通场地周边的排水渠道，确保排水通畅，防止雨水及其它地表水流入坑内且应防止由水沟渗入，以免影响坑壁稳定。

机械开挖时从大堤侧向临水侧倒退分层开挖，挖机开挖至基础底面以上20cm～30cm部分改由人工开挖至基底，开挖完成后将钻孔桩及管桩顶部用防水布覆盖，防止雨水浸泡后泥土顺桩间隙流入基坑内，放坡开挖的坡面全部用防水布覆盖。开挖至基底后将整个基底用C15混凝土硬化10cm，并在基坑一脚设置汇水井，在承台施工过程中将基坑内积水排出防止积水浸入大堤底部。

前期开挖的土方全部运至场外，将部分优质黏土堆放于承台上游侧空地用于承台基坑回填。弃土堆坡脚距坑顶缘的距离不宜小于5m，弃土堆堆高不大于1.5m，土堆四周按照1:1刷坡。

基坑顶采用钢管脚手围护，立杆间距3.0m，横杆为2层，第一层离地面0.6m，第二层离地面1.2m，横杆外用密目网围护，并设置警示牌。

承台开挖完成后立即组织进行桩头破除、钢筋绑扎模板安装及混凝土浇筑，施工组织高效有序，施工充分做好各项施工准备工作，施工过程中加大人力投入，开展两班倒连续作业，以缩短承台施工时间。 6、基坑回填

承台混凝土养护完成拆模并验收合格后立即对基坑进行回填，回填采用机械分层回填，每次回填虚土高度1m，然后用小型压路机压实后再回填上一层，保证回填土密实按照一级堤防要求回填土压实度不应小于0.95，直至全部回填完成。 7、回填后土体加固

由于钢管桩拔出时可能对周边土体产生一定扰动，因此为填充可能存在的孔隙，确保大堤渗透稳定性安全，在基坑回填完成后采用锥探灌浆技术在钢管桩桩桩中线2m范围灌浆进行地层加固，浆液为粘土膨润土。注浆孔间距确定原则为：沿钢灌桩打拔部位按1.0m×1.0m间距布置1排灌浆孔，孔深从地表深入钢桩桩底部以下2.0m。 8、施工期间大堤安全监测

基坑开挖前在承台施工范围内的大堤顶部、堤角各设置3个大堤位移监测点，同时在钻孔防护桩顶顶级钢管桩桩顶设置多个位移监测点，用于基坑安全监测，在施工期间经过测量组的连续观测，大堤顶、堤角、防护桩未产生位移，钢管桩最大位移5mm，变形值均在安全范围以内与设计基本吻合。 9、结束语

2墩成台从2014年2月18日开始开挖，到3月29日回填完成，历经40余天将承台施工完成，施工期间支护桩经受住了连续阴雨天的考验，确保大堤的安全。实践证明，在靠近大堤的基坑开挖时钻孔灌注桩对大堤安全防护效果良好，两侧管桩防护、另一边放坡开挖的措施合理有效。本文所提到的施工方法可对类似大堤进行安全有效的防护，保证基础顺利施工。 参考文献：

[1] 范永利，余小江.长江重要堤防上建设大型基础技术研究[J] .南昌工程学院学报，2013（4）：P76-79 [2] 田永强.武汉鹦鹉洲长江大桥3#墩基础大堤防护施工技术[J]，铁道工程学报，2012（11）：P54-57