在大型跨河桥梁施工中,围堰工程作为基础结构施工的重要环节,直接影响着整个项目的进度与安全。特别是在深水环境下,如长江等大江大河的桥梁建设中,如何选择合适的围堰方案显得尤为重要。本文以某长江大桥深水桥墩施工为例,深入解析采用拉森钢板桩围堰的施工技术方案及其应用效果。
该长江大桥主桥为双塔斜拉桥,主跨达600米,桥址区水流湍急,河床地质复杂,覆盖层较薄,基岩埋藏深,最大施工水深超过25米。在如此复杂的水文地质条件下进行桥墩基础施工,对围堰的止水性、抗渗性和整体稳定性提出了极高要求。经过多方案比选,最终确定采用拉森Ⅵ型钢板桩围堰作为主桥墩深水基础的施工支护形式。
拉森钢板桩是一种具有高互锁性能和优良截面特性的冷弯或热轧U型或Z型钢构件,广泛应用于各类临时或永久性挡土、挡水结构中。本项目选用的拉森Ⅵ型钢板桩,其截面模量大、抗弯能力强,单根长度达36米,能够有效穿透覆盖层并嵌入基岩一定深度,形成稳定的封闭结构。
围堰施工前,项目团队进行了详细的水文调查与地质勘探,结合BIM建模对围堰结构进行三维受力分析,并通过有限元模拟优化了支撑系统布置。围堰平面呈矩形,尺寸为48m×28m,由内外两道支撑体系组成,内设三层水平钢支撑,确保在抽水过程中结构稳定。同时,在钢板桩施打过程中采用GPS定位与振动锤联合沉桩工艺,确保桩体垂直度和闭合精度。
施工流程主要包括:平台搭设→导向架安装→钢板桩插打→围堰内部开挖→支撑安装→封底混凝土浇筑→抽水清淤→承台及墩身施工→围堰拆除。其中,封底混凝土厚度设计为3.5米,采用C30水下混凝土一次性连续浇筑,确保围堰底部密封性和承载能力。为防止涌水和管涌现象,施工过程中还设置了降水井和排水系统,并安排专人进行实时监测。
在实际施工过程中,拉森钢板桩围堰表现出良好的止水性能和结构稳定性。尽管施工期间遭遇多次汛期水位上涨,围堰未出现明显渗漏或变形情况。通过对围堰位移、支撑轴力及地下水位的持续监测,各项数据均控制在设计允许范围内,充分验证了该方案的安全可靠性。
此外,该方案还具有显著的经济和技术优势。相较于传统的双壁钢围堰,拉森钢板桩围堰材料利用率高、施工周期短、机械化程度高,且无需大型浮吊设备,降低了施工难度和成本。同时,钢板桩可重复利用,符合绿色施工理念。
当然,拉森钢板桩围堰在深水条件下的应用也存在一定局限性。例如,对地质条件要求较高,若遇到孤石或坚硬岩层,可能导致插打困难;此外,围堰深度受限于钢板桩的长度与强度,过深时需配合其他支护手段。因此,在类似工程中应根据具体工况综合评估适用性。
综上所述,该长江大桥深水桥墩采用拉森Ⅵ型钢板桩围堰方案,成功克服了复杂水文地质条件带来的施工难题,为后续同类工程提供了宝贵的实践经验。未来在桥梁深水基础施工中,拉森钢板桩围堰仍将是极具竞争力的技术方案之一,值得进一步推广与优化应用。
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