东莞市东江梨川大桥39号墩岸坡处透水倾斜岩地质条件下承台施工技术研究

施洁

【摘要】不同的施工和地质水文条件下，承台施工方案各不相同。华南地区河道河网密布，河岸历经长久的冲刷及沉积，导致桥墩墩位河床标高较高，几乎无覆盖层，且岩层地势高低不平，承台嵌入河床较深。本文以东江梨川大桥第二合同段主桥39#墩承台施工为主题，根据岸坡处透水倾斜岩的特殊地质条件，施工平台利用填土结合钢板桩围堰后形成，承台基坑支护为复合型基坑支护型式，采用钻孔桩排桩和钢板桩围堰相结合，确保承台安全、优质、快速地施工完成。

【关键词】透水倾斜岩;承臺;复合型基坑支护;技术研究

东莞市东江梨川大桥东莞水道主桥为三跨连续独塔无背索竖琴式钢砼混合梁斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组合为51.5m+138m+55m=244.5m。见图1

梨川大桥39#主墩承台位于大王洲岛一侧东江岸坡范围，承台为“工”字型，单幅承台尺寸长为15.5m，宽10.0m，厚4.5m。承台底标高-4.767m，堤顶路面标高+6.8m，承台底距离大堤顶面道路高差11.567m。墩位处几乎无覆盖层，且岩层地势高低不平，岩层平均标高-4.04m，最浅处为-0.33m，最深处为-6.46m，承台底面标高大部分区域处于岩层顶面以下。埋深范围内岩层为中风化-强风化岩层，地质条件复杂。

1、地质水文条件

根据梨川大桥地质钻孔揭露的岩土层结构组成，桥位区覆盖层由素填土、河流冲击相粘性土层、砂层、软土层等组成;基底由多种岩层组成。

梨川桥桥位地处珠江三角洲平原区，地下水类型以第四系松散层潜水及基岩裂隙水为主，砂土层为主要含水层，地下水量丰富，地下水受河流水、大气降水及径流补给;以蒸发及水平侧向径流为主要排泄方式;基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，水量贫乏～一般，富水不均。勘察期间地下水位埋深0.6～4.5m，水位标高约1.43～6.17m。桥位处东莞水道河槽宽阔，宽度约135m，河床高程0.2～-6.5m，常水位+1.8m，低潮位时0.20m～0.30m，高潮位时2.10～2.20m，潮水具“一日两涨两落，潮差、潮时不等”的特征。十年一遇洪水位+3.46m，基坑支护按+3.0m水位设计。

2、方案比选

2.1施工图推荐方案

施工图推荐的39#墩支护方案为：在筑岛围堰和路堤上插打钢板桩作为一级支护，在承台四周施工钻孔桩和旋喷桩作为二级支护。详见“图2.1-1 39#墩承台支护断面示意图”。见图2.1-1

2.2基坑支护设计

39#墩采用填土筑岛提供钻孔桩作业平台，承台基坑采用排桩支护+悬挂式旋喷桩止水帷幕支护方案。

39#墩承台所处南堤路岸坡最高点标高+6.9m，最低点标高+0.1m。筑岛顶面高程为+4.5m，筑岛平面呈不规则长方形，长约90m，宽约40m，外侧距承台边缘约15m，面积约2600m2。填土前在筑岛外围边线插打12m长钢板桩，并在填土坡面上填筑砂袋防止河水冲刷。钻孔桩施工前将大堤向38#墩方向改迁，将原大堤开挖至+4.5m与筑岛面等高形成钻孔桩作业平台。

基坑支护排桩采用φ1.0m钻孔桩，间距@1.1m，沿承台基坑四周布置，排桩至承台边缘净距1.15m，桩顶标高+2.0m，桩底标高-13.0m，截面配筋主筋为24根φ22mm钢筋，箍筋为φ10mm@200mm钢筋。

在排桩顶部设置截面尺寸1.0×1.0m的钢筋混凝土冠梁将排桩连成整体，并在冠梁上设置内支撑。冠梁截面配筋主筋为16根φ22mm钢筋，箍筋为φ10mm@150mm钢筋。内支撑采用φ800×10mm钢管桩，两端与冠梁侧面的预埋钢板焊接固定。

在支护桩外侧采用双排φ500@350mm高压旋喷桩止水帷幕，旋喷桩顶标高+4.5m，底标高-6.5m。39#墩支护示意见“图2.3-139#墩承台围堰立面图”。见图2.3-1

3、施工工艺

3.1工艺流程

施工工艺流程详见图3.3-1 钻孔支护桩施工流程图;

基坑支护结构见“图3.1-1 39#墩基坑支护立面示意图”及“图3.1-2 39#墩基坑支护立面示意图”。图3.3-1 、图3.1-1  、图3.1-2

3.2筑岛施工

梨川大桥桥址处的东江水道一般高潮水位1.8m，一般低潮水位0.2m，桩基围堰施工平台标高为+4.0m。为防止水土冲刷，筑岛围堰前先沿施工平台范围打设钢板桩。

3.3支护桩施工

39#墩桩基施工完成，进行场地平整后，再施工支护桩。支护桩设置在钢板围堰内侧，承台四周，采用φ0.8m钻孔桩，间距@1.0m，桩顶标高+1.0m，桩底标高-9.0m，桩长10m，支护桩距承台边1.65m，桩顶设1.0×1.0m（高×宽）冠梁。支护桩采用冲击钻施工，安装钢筋笼后，进行灌注水下混凝土施工。为保证新灌注桩基不受邻近桩基冲孔施工的振动干扰，支护桩必须间隔3个以上桩距。

支护桩施工流程见“图3.3-1 钻孔支护桩施工流程图”，具体施工方法与常规岸上钻孔桩相同。

图3.3-1 钻孔支护桩施工流程图

3.4冠梁施工

为进行冠梁施工，待支护桩施工完成后，将施工平台标高由+4.0m降至+2.0m，基坑施工坡比为1：1，坡脚位置距冠梁外侧约5m，然后进行冠梁的基坑开挖，破除桩头后进行冠梁施工。

3.5高压旋喷桩止水帷幕施工

完成支护桩施工后，再在支护桩外侧采用双排φ500@350mm高压旋喷桩止水帷幕，旋喷桩顶标高+4.5m，底标高-6.5m。高压旋喷桩施工流程见“图3.5-1 高压旋喷桩施工工艺流程图”

图3.5-1 高压旋喷桩施工工艺流程图

3.6钢板桩插打