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1、连盐高速公路灌河特大桥索塔承台基坑围堰优 化 方 案路桥集团公路第一公路工程局连盐高速公路灌河特大桥项目经理部索塔承台基坑围堰优化方案一、说明2004年9月25日在省、市高指主持召开的灌河特大桥总体施工组织设计审查会上，对索塔承台基坑围堰方案，与会的专家指出：鉴于围堰基坑的水下施工存在较大的不确定性，应避免采用水中开挖基坑和浇水下封底砼的施工方法，尽量采取干开挖和直接浇垫层砼的方案，这样不仅能降低施工的难度，也能加快施工进度。根据上述意见，在原方案设计计算的基础上，通过对施工期间灌河潮位变化的进一步了解，以及对地形、地质等因素的分析研究，认为由于灌河潮位的变化对承台的施工更为有利，如采取必要的
2、措施，对原方案进行优化是可行的。（一）计算水位根据历年的潮位观测资料和当地水文部门多年来对灌河的了解，灌河潮汐水位的一般规律为：每年的79月潮位最高，34月潮位最低，从10月至次年2月，为潮位相对较低的月份，-1.0m+2.2m标高水位的出现频率在80以上。目前索塔承台的施工正好在2004年10月至2005年1月期间，相对较低的水位对基础的施工非常有利。2004年水文部门的实测灌河最高潮位记录为3.65m（其观测点在原灌河大桥下游，距现工程位置约45km），项目经理部实测最高潮位为3.5m，最高潮位发生的时间在8月底9月初。据水文部门介绍，2004年的潮位与历年相比，属正常稍偏低年份。因此，在
3、对2004年的潮位情况分析研究并与历年的观测资料比较后，确定围堰结构的设计最高水位为+3.0m（原方案最高水位+4.0m），最低水位为-1.3m。（二）优化方案所采取的措施为实现堰内干开挖的方案，有必要减小围堰结构的水土压力，并将原方案的内支撑位置下移，且在开挖过程中增设临时内支撑。按照这种思路，采取对堰外土体进行卸载的措施（临水一侧除外），即将堰外土体挖除一部分，以达到减小围堰结构水土压力的目的；堰外土体卸载后，将内支撑位置适当下移。采取以上措施后，对围堰结构的受力进行了重新验算，验算结果表明，围堰结构在施工期间是安全的。二、施工程序按围堰内干开挖、浇垫层混凝土封底的施工方法，将基坑围堰施工
4、划分为以下7个施工阶段：1.插打钢管（板）桩；2.围堰内干开挖至标高-1.0m，同时将堰外土体挖至标高+1.5m，在堰内标高-0.65m处设置第一层围囹和水平内支撑；3.堰内射水吸泥开挖至标高-3.7m，在标高-3.5m处设置第二层围囹和内支撑；4.继续射水吸泥开挖至基底标高-6.0m，浇垫层砼；5.垫层砼达到规定强度后，拆除第二层围囹和内支撑；6.凿除桩头预留砼，分层、分块进行承台施工。第一级承台砼完成后，将围堰与承台的间隙回填夯实，并在回填土顶部浇一层50cm厚C30砼，达到规定强度后，拆除第一层围囹和内支撑；7.进行第二级承台砼施工，施工完成后，回填基坑，拔除钢管（板）桩。三、验算情况（
5、一）验算工况工况1：机械开挖堰内土方至标高-1.0m，岸侧堰外土体降至标高+1.5m（上、下游两侧降至0）。堰外河侧水位+3.0m，岸侧地下水位+1.0m，验算河侧围堰的抗倾覆稳定。工况2：在标高-0.65m处设置第一层内支撑，射水吸泥开挖基坑至标高-3.7m。此时堰外河侧最高水位+3.0m，最低水位-1.3m；岸侧地面标高+1.5m，地下水位+1.0m，验算围堰的整体抗倾覆稳定和钢管（板）桩强度，计算支撑力大小。工况3：在标高-3.5m处设置第二层内支撑，射水吸泥开挖基坑至标高-6.0m。此时堰外河侧最高水位+3.0m，最低水位-1.3m；岸侧地面标高+1.5m，地下水位+1.0m，验算围堰
6、的整体抗倾覆稳定、钢管（板）桩强度、基底抗管涌和抗隆起，分别计算两层支撑力的大小。工况4：浇垫层砼（厚2m，可按1.5m厚验算，C25砼），砼达到规定强度后，拆除第二层内支撑，验算条件同3。验算内容：围堰整体稳定、钢管强度、整体抗浮和支撑力大小。工况5：浇第一级承台砼并回填间隙后，拆除第一层内支撑，验算围堰的抗倾覆稳定，验算条件同1。（二）验算结果1.各工况下的抗倾覆稳定系数工况1： K1.346工况2： K1.274工况3： K1.363工况4： K1.350工况5： K1.346以上各工况的K值均大于1.25，满足要求。2.钢管（板）桩强度验算M/W140.43Mpa1.41.4145203Mpa（满足要求）3.基底抗管涌、抗隆起、围堰整体稳定、整体抗浮等均满足要求。4.支撑力内支撑下移后，支撑力与原方案相比增大2.8倍，故内支撑需重新设计，并加大材料用量。拟用72010mm钢管作为支撑材料，经计算可以满足支撑力的要求。- 4 -
