洛溪大桥Z3#主墩承台双壁钢围堰设计与施工

洛溪大桥Z3#主墩承台双壁钢围堰设计与施工

银英豪

广东省长大公路工程有限公司

摘要：本文介绍了洛溪大桥Z3#主墩承台双壁钢围堰设计与施工，主要阐述了工程概况、施工工艺、基槽开挖和围堰内覆盖层清除、围堰整体吊装下放，为同类工程设计、施工提供参考。

关键词：工程；主墩承台；双壁钢围堰；设计与施工

一、工程概况

1.1总体介绍

洛溪大桥拓宽工程北接广州大道，起点位于三滘立交南侧，往南跨越珠江后航道沥滘水道，南侧接105国道，终点位于洛溪大桥收费站北侧。

在既有洛溪大桥东、西两侧各新建一座与旧桥分离、单向3车道、桥宽14.5米的桥梁。拓宽后为双向10车道。新桥大小型车混行，旧桥仅通行小型车。旧桥拆除人行道，保持双向4车道不变，单个车道宽改造为3.25米，满足小型车通行要求。

主桥设计为（30+95+305+110+30）m双塔双索面叠合梁斜拉桥，采用五跨连续半漂浮体系，空间密索型布置，单幅桥宽14.5m。

引桥采用先简支后桥面连续装配式预应力混凝土小箱梁和空心板的结构形式。K匝道桥上部结构为空心板，H匝道桥上部结构为钢箱梁。

1.2Z3#主墩承台设计介绍

洛溪大桥拓宽工程Z3#主墩承台采用八边形承台，承台横桥向宽19.4m，顺桥向宽17.4m，厚4.5m，混凝土标号为C40，单个承台方量为1403.5m3，共2个。承台下采用22根变截面钻孔灌注桩，按梅花形布置。封底混凝土厚度为2.5m，混凝土标号为C35。

Z3#主墩承台顶面设计标高-2.7m（广州城建高程），底面设计标高-7.2m；封底混凝土厚2.5m，封底底面标高-9.7m。承台施工期间施工高水位按+7.68m计算，施工低水位按+3.69m计算，大潮平均流速为0.47m/s。

1.3施工重点与难点分析

洛溪大桥主墩承台基础设计复杂，规模庞大，加之复杂的水文、地质条件，施工难度大。主要表现在：

（1）沥滘水道通航安全保障难度大：该水道水运繁忙，过往船只较多且吨位较大，过往船只对双壁钢围堰的整体下放影响较大，航道安全管理难度较大。

（2）根据地质勘探资料，主墩承台封底混凝土及双壁钢围堰需要嵌入强风化泥岩，该部分泥岩需要在施工前凿除，强风化泥岩水下凿除施工难度大；凿除质量（围堰处岩面标高）难以控制。

（3）根据设计资料，桥位处设计最高水位+7.68m，而封底混凝土底面标高-9.70m，高差达17.38m，承受水压力荷载极大。水下封底混凝土施工质量是Z3#主墩承台施工成败的关键。

（4）承台规模大，钢筋、混凝土工程量集中，设备、材料组织困难；工期紧，施工难度大，要求科学合理安排。

（5）承台为大体积混凝土，温控防裂是施工的重点控制内容。在施工前，对可能出现的问题做好全面的分析，拟定合理的施工工艺和质量保证措施。

二、施工工艺

2.1围堰设计

双壁钢围堰总高度18.5m，高度方向分3节制作，从下往上节段高度依次7.5+6.0+5.0m。壁体宽度1.5m，围堰设置两层内撑系统。承台围堰立面布置图见下图。

图2.1-1：Z3#主墩承台围堰立面布置图

双壁钢围堰平面内分成10块，标准节段长度6.0m，共6块；转角处节段展开长度9.9m，共4块。围堰设置整体下放吊耳4处。围堰平面布置图见下图。

图2.1-2：围堰平面布置图（尺寸单位：mm）

2.2总体施工思路

（1）双壁钢围堰作为承台施工的阻水结构兼做承台和封底混凝土施工模板，为主墩承台及主塔下塔柱部分节段施工提供一个干作业环境。

（2）采用旋挖钻机清除双壁钢围堰壁体范围内的强风化泥岩，采用抓铲挖掘机或抓斗挖除承台范围内覆盖层。

（3）双壁钢围堰提前在后场加工制作、拼装，并经验收合格后采用船运至施工现场。平潮水位时采用“粤东莞工0198”800T起重船吊装下放至清除后的泥岩上，平稳后焊接定位牛腿固定。

图2.3-1：Z3#主墩承台施工流程图

（4）为保证抽水后高水位工况下围堰和封底混凝土的抗浮能力，且增加最下一节围堰的侧向刚度，围堰内外侧壁之间需灌注填芯混凝土，填芯混凝土标号C35，灌注顶标高为-2.70m（承台混凝土顶标高）；填芯混凝土需在封底混凝土施工前完成，以保证围堰的整体稳定性。

（5）承台封底混凝土厚度2.5m，分两次浇筑完成。第一次浇筑2.2m后水下封底混凝土。养生等强后抽水，浇筑第二层0.3m后混凝土找平层。

（6）承台混凝土厚度4.5m，分两次浇筑成型，浇筑高度2.0m+2.5m。承台混凝土方量大，需严格执行“大体积混凝土温控措施”，设置冷却水管降温，避免承台混凝土出现结构裂缝，确保承台结构安全。

（7）承台钢筋绑扎时注意主塔预埋件的施工，主要包括主塔塔座预埋钢筋、塔吊预埋件、电梯预埋件、0/1#块支架预埋件等。

2.3施工工艺流程

2.4基槽开挖和围堰内覆盖层清除

2.4.1施工范围

施工范围：承台双壁钢围堰壁体宽度范围内开挖基层至设计标高（-10.20m），为保证四周均进入岩面，开挖超深至-10.5m。围堰内清除覆盖层至基岩面。

2.4.2基槽开挖

地质勘探资料显示，部分封底混凝土和双壁钢围堰底部深入强风化泥岩，该部分泥岩采用旋挖钻机清除。钢围堰壁体宽度1.5m，凿除范围为侧壁板外扩10cm，凿除宽度2.0m。

2.4.3覆盖层清除

在围堰下放完成后采用抓铲挖掘机挖除承台范围内的淤泥和粉质粘土覆盖层。对挖掘机不能挖除的部分，采用吸泥机或自制抓斗进行作业。注意护筒周边及壁体周边挖除深度必须到位。

2.5围堰整体吊装下放

2.5.1施工总述

Z3#主墩单个双壁钢围堰自重约410t。根据双壁钢围堰结构尺寸及重量，双壁钢围堰施工采取分块制作拼装后整体船运至施工现场，大型起重船整体吊装就位的工艺。

2.5.1吊装设备

由于本工程双壁钢围堰吊装施工仅为将双壁钢围堰吊起并越过平台顶面，套进护筒内下放至设计标高，因此，吊高和吊幅仅为辅助指标，控制指标为起重船的起重重量。拟选用“粤东莞工0198”800T起重船作为起重设备，其性能参数符合规范要求。

结束语

总之，上述主要写了Z3#主墩承台设计介绍各种施工与设计，由于从围堰设计或者围堰整体吊装下放，工期紧、施工难度大，结合洛溪大桥实际情况和施工经验，项目部采用工程双壁钢围堰吊装顺利完成承台施工，为后续施工奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]张兰.深水高桩承台轻型吊箱施工方法的探讨2017.12

[2]刘鸿.特大桥深水基础钢吊箱焊接施工2016.9

[3]林芝.大桥主墩承台双壁钢围堰施工2017.5