S105合馬路巢湖至烏江段改建工程駟馬河大橋上部結(jié)構(gòu)跨徑組合為2×（4×25）+（45+70+45）+2×（4×25）；橋梁總長為567.5m，主橋上部采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，下部采用直徑2.4m的圓形雙柱式橋墩接承臺，基礎(chǔ)采用直徑1.8m鉆孔灌注雙排樁；引橋部分為雙幅部分預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁，先簡支后連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。主墩承臺施工方案經(jīng)多方論證最終選定為單壁鋼套箱沉井施工。
駟馬河為Ⅵ級航道，該河水系通往長江的一條重要航道；最高通航水位8.96米（黃海高程，設(shè)計洪水頻率1/10），設(shè)計水位9.29米（歷史最高水位）；地質(zhì)分布：1層為粘土，2層為流塑開型軟土，3層為亞粘土地，4層為圓礫卵石土，5層為泥質(zhì)粉砂巖。主墩承臺底標(biāo)高位于流塑型軟土中與駟馬河河床下，河水最深處為7.5米。
2、單壁鋼套箱設(shè)計
2.1、鋼套箱設(shè)計
上層：面板厚 =5mm，橫向肋為：[ 10 ＠ 500，豎向肋為：[ 12.6 ＠ 500，下層：面板厚 =6mm，橫向肋為：[ 10 ＠ 500，豎向肋為：[ 14a ＠ 500。面板四周設(shè)∟125*125*10角鋼與相鄰面板連接，連接螺栓開孔Ф22mm，孔距20mm單排，螺栓M 20*65mm，鋼套箱內(nèi)設(shè)三層圍令，上層圍令設(shè)置標(biāo)高▽6.70m處；中層圍令設(shè)置標(biāo)高▽4.84m處，下層圍令設(shè)置標(biāo)高▽1.78m處。
2.2、單壁鋼套箱沉井下沉
根據(jù)地質(zhì)條件分析確定鋼套箱沉井下沉排水機械開挖，人工輔助下沉，當(dāng)沉到設(shè)計標(biāo)高下50Cm時進行干封底；在施工過程中鋼套箱下沉至2米時遇到管涌，無法采用干挖法，根據(jù)香腸情況最后重新確定改為不排水開挖，以機械開挖為主，潛水員水下用高壓水射沖射為輔，并用泥漿泵抽泥的方法進行鋼套箱的下沉施工作業(yè)，采用該方法成功將4個鋼套箱順利下沉到位。
3、鋼套箱水下砼封底控制
3.1、施工前準(zhǔn)備工作
搭設(shè)施工操作平臺，在套箱邊緣布設(shè)測點及操作平臺上布設(shè)測點，記錄好測點位置的深度，結(jié)合潛水員描述繪制鋼套箱底面圖與鋼套箱的幾何關(guān)系；測量套箱外圍土層與套箱的關(guān)系并繪制圖。
3.2、封底混凝土計算
鋼套箱封底混凝土的厚度應(yīng)根據(jù)承受的反力情況而定，作用于封底混凝土的堅向反力分為兩種情況：一種是鋼套箱水下封底后，在施工抽水時封底混凝土承受基底水和地基土的向上反力；一種是空鋼套箱在使用階段，封底混凝土需要承受鋼套箱基礎(chǔ)全部最不利荷載組合所產(chǎn)生的基底反力。
3.2.1、封底砼厚度視為支承在凹槽或隔墻底底和刃腳上的底板，按周邊支承的矩形板計算。底板與箱壁的連接一般按簡支承考慮，當(dāng)?shù)装迮c箱壁有可靠的整體連接時也可按彈性固結(jié)考慮，計算公式如下：
h=√(﹝σwj)×γsi×γm×Mtm)/b
H－封底砼厚度，﹝σwj)―混凝土彎曲抗拉極限強度，γsi―荷載安全系數(shù)，γm―材料安全系數(shù)，Mtm－在最大的均布反力作用下的最大彎矩，b－計算寬度。
3.2.2、封底混凝土按受剪計算，即計算封底砼承受基底反力后是沿箱底范圍內(nèi)周邊剪斷的可能性。若剪應(yīng)力超過其抗剪強度，則應(yīng)加大封底砼的抗剪面積。
3.2.3、超壓力計算即導(dǎo)管內(nèi)底部管內(nèi)砼的壓力應(yīng)超過管外水柱的壓力差，使用的導(dǎo)管直徑為270mm，超壓力在75Mpa，則導(dǎo)管作用半徑為小于2.5米。單根導(dǎo)管作用面積S導(dǎo)=19.6m2，套箱面積S套=60.8m2，導(dǎo)管布置數(shù)量為：3根。
3.2.4、駟馬河大橋沉鋼套箱前樁基已施工完畢，套箱內(nèi)有四根樁頭，按計算的導(dǎo)管數(shù)量進行封底，邊角地方砼體不能擴散到位，會形成孔洞，抽水后河水從孔洞內(nèi)串入，不能達到預(yù)期結(jié)果，因此考慮該橋的特殊性，導(dǎo)管布置圖如下：
3.2.5、灌注封底采用單點多點多次封底或多點同時進行的施工方法進行封底。因受設(shè)備限制該套箱采用單點多次封底施工，若在設(shè)備和條件允許的情況下用多點 同時進行效果更好。單點多次施工高度控制難度大，在施工第一個鋼套箱封底時由于布置點少，高度控制失敗，超高26cm， 經(jīng)過反復(fù)思考最終找出控制失敗的原因在于布設(shè)測點少，繪制套箱內(nèi)地形圖實際有出入，因此在后三個鋼套箱施工中增設(shè)測點，并結(jié)合潛水員敘述繪制詳圖，在操作行走平臺上定點進行控制測量，按些施工方法進行施工，后三個鋼套箱封底高度控制結(jié)果基本達到預(yù)期結(jié)果。
3.2.6、單點多次封底，因多次撥管封底面會形成丘嶺地形，為了讓封底砼面基本平整，結(jié)合駟馬河大橋鋼套箱深度，采用9米長的插入式振動器插入砼內(nèi)短振讓砼體擴散平整，振動時間控制在30秒內(nèi)。經(jīng)實踐該方法在水下插入振動不會造成砼體離析，處理丘嶺比較理想。若鋼套箱深度大封底砼較厚則該方法不造用。必須用導(dǎo)管上下反插讓砼體擴散，反插的前提條件導(dǎo)管不能移出砼體。
3.2.7、水下混凝土質(zhì)量控制，水下混凝土最大
集料控制在30mm內(nèi)，坍落度要求在18－22cm內(nèi)，混凝土的流動性、和易性好，才能確保混凝土擴散后的均勻性。
4、封底混凝土施工工藝流程
施工準(zhǔn)備——操作平臺布置——測點布設(shè)——導(dǎo)管布置——封底混凝土灌注——高度控制——丘嶺處理——潛水員檢查符合要求——進行下道工序施工。
結(jié)束語
按照預(yù)定的方案設(shè)計和施工，駟馬河大橋四個主墩承臺鋼套箱封底混凝土以及承臺都以順利完成，在大大縮短施工周期的前提下，工程質(zhì)量符合規(guī)范要求，為以后類似橋型的結(jié)構(gòu)施工提供了一定參數(shù)和經(jīng)驗。
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