文档介绍：南京四桥北锚碇沉井施工
技术方案综述
中交二公局二公司
南京四桥桥项目经理部
二OO九年九月
南京四桥北锚碇沉井施工技术方案综述
1 简介
南京长江第四大桥位于南京市栖霞山附近,是南京市规划建设“二环”线路中的过江通道。该桥采用双塔三跨钢箱梁悬索桥设计结构,主桥桥跨布置为166m++1418m++=2476m。北锚碇采用大型深沉井基础方案,平面尺寸为69m×58m,,其平面规模为目前世界桥梁陆地沉井之首。
北锚碇基础为超大陆上沉井,结构规模庞大。由于沉井所处位置濒临长江大堤不足百米,地质条件极为复杂,沉井基础底部支撑在层厚很薄的圆砾石层上,都给北锚碇沉井的下沉施工带来诸多不确定因素,在沉井下沉施工中存在以下诸多难点:
⑴本沉井基础的平面尺寸(×)庞大,下沉规模居世界前列,现场施工组织难度大;
⑵沉井位置处地质以砂层为主,且粉砂和细砂层较厚,易出现涌砂等不利状况;
⑶在沉井下沉后期,须穿过较厚的密实砂层,地基承载力较大,最终沉井支撑在密实的圆砾石层,仅靠自重下沉困难;
⑷沉井为钢筋混凝土沉井,每次浇注的混凝土方量较大,对混凝土浇注质量、浇注设备及工艺的要求较高,且浇注过程中不能产生过大的下沉和偏斜;
⑸施工中沉井一旦出现偏斜,纠偏困难;
⑹沉井下沉施工过程不可见,下沉过程中抽水对长江大堤及附近结构物有不同程度影响,必须采用先进的监控措施和施工控制手段。
2 工程概况
沉井顶面高程+,基底标高-。沉井共分十一节,除第一节为钢壳混凝土沉井外,其余十节均为钢筋混凝土沉井。,。其竖向高度划分为:第一节沉井高6m,第二~十节沉井高5m,。
沉井共分20个井孔,,;,第一~,第七~;;~;封底厚度10m。
从第二节开始以上井壁外侧设置了齿坎,。,。
沉井基础结构详见下图2-1。
图2-1 北锚碇沉井基础结构布置图
北锚碇所属区域属于漫滩地貌,地势平坦,~,~,。地表岩性为第四纪全新世粘性土,近长江水域地表岩性味砂类土,地形微向长江倾斜。
由于基底下部为圆砾石、砾砂层,渗透系数大,透水条件好,水量大(根据抽水试验报告,),且其与长江相连通,施工时易产生如涌水、涌砂等现象。
沉井基础采用砂桩复合地基处理方式,在满足接高稳定性的情况下,采取多次接高一次下沉的方法:前四节(6m+3×5m)采用一次性降排水下沉,后七节采用三次(⑸+⑹节,⑺+⑻节,⑼+⑽+⑾节)不排水下沉。
3 临时地基加固施工
在首节钢壳沉井拼装、混凝浇筑过程中不允许产生过大的压缩沉降。同样,第一次下沉前的接高及初始挖土下沉过程中,要求地基具有足够的强度支撑沉井结构,以免发生突
沉或严重不均匀下沉,造成沉井倾斜或偏位,同时又要求不至于由于地基加固给井内出土带来困难或其他不利影响。设计要求沉井制作21m高后开始第一次下沉,原状土地基承载力不能满足沉井沉降要求,需做砂垫层地基加固处理。同时,沉井自重约7万吨,经过砂垫层的扩散作用后,传至下卧层上的应力仍大于原状土的地基承载力,为此采用砂桩复合地基对下卧层的地基加固。
地基处理加固施工顺序: (轻型井点降水) →试验砂桩平板载荷试验→砂桩施工→(同步进行垫层平板载荷试验)→土模制作。
地基承载力计算
北锚碇沉井首次下沉为前四节21m高整体下沉,砂垫层换填情况如图3-1所示:
图3-1 井壁及隔墙下垫层布置图(单位:cm)
井壁刃脚处地基承载力计算
沉井井壁四节21m高单位长度,,则沉井井壁单位长度重G=×25kN/m3=。
则井壁刃脚处地基承载力为:
,而通过平板载荷试验得该处地基承载力均大于500kPa,所以处理后的复合地基承载力满足设计要求。
隔墙下处地基承载力计算
沉井隔墙四节19m高单位长度,,则沉井隔墙单位长度重G=×25kN/m3=。
则隔墙下地基承载力为:
,而通过平