錨碇沉井地基處理技術在橋梁施工中的應用

曾希鍵

（中交二航局第四工程有限公司）

錨碇沉井地基處理技術在橋梁施工中的應用

曾希鍵

（中交二航局第四工程有限公司）

橋梁建筑工程規模的不斷發展和擴大，使地基處理技術在實際的應用中顯得更為重要。地基處理是建筑結構建設的基礎，如果地基質量沒有達到施工要求，也就為整個工程建設質量埋下隱患，因此，對地基處理施工技術水平要求非常高。尤其是橋梁建設，遇到軟弱地基的情況，就需要綜合考慮各個方面選擇合理的地基處理方案。本文講到了錨碇沉井地基處理技術，以新建連鎮鐵路五峰山長江大橋為案例，進一步分析復合地基處理技術在橋梁施工中的作用，為從事橋梁建設者提供參考資料。

錨碇沉井技術；地基處理；應用

1 工程簡介

五峰山長江特大橋是新建鐵路連云港至鎮江線重點控制工程，橋梁總長6408.909m，其中跨江大橋主橋長1432m，正橋主航道橋采用（84+84+1092+84+84）m雙塔連續鋼桁梁懸索橋橋式方案。其中，北岸錨碇采用了沉井基礎。

北錨碇沉井基礎長100.7m、寬72.1m、高56m，是我國目前規模最大的錨碇沉井。沉井從最下端到最上端由10節組成，第1節是鋼殼混凝土沉井，高度是8m；第2節到最后一節為鋼筋混凝土沉井，其中第2節的高度是6m，從第3節到第8節高度都是5m，第9節的高度是4m，最后一節的高度是8m。沉井封底混凝土的厚度為12m，沉井頂面的標高為+1.0m，地基底部標高為-55.0m。

沉井的截面形狀為矩形，標準墻壁的厚度為2m，隔墻的厚度為1.3m，中間一共設置48個矩形井孔，井孔尺寸均是10.2m×10.8m。其中引橋端18個井孔用C20水下混凝土填充，中間18個井孔用砂填充，主橋端12個井孔用清水填充。

上述說到沉井的第1節為鋼殼混凝土結構，它的刃腳高度為1.8m，刃腳底面寬度為0.2m，為傳遞封底混凝土基底反力和增強封底混凝土與井壁的聯結，在第2節沉井設置了6m高的剪力鍵。根據施工安排，第1節鋼殼沉井需要在工廠里提前預制，現場進行拼接操作，其余部分的沉井在施工現場直接澆筑。應該注意的是第10節為異形沉井，需要在局部隔墻的位置和井壁頂端的位置留槽口。沉井頂蓋使用的是鋼筋混凝土頂蓋，截面尺寸為69.7m×98.3m，厚度控制在6～8m之間。

2 工程地質情況

北錨碇位于長江北岸陸地上，地處沖積平原，陸地開闊而且平整，土質為沉積砂土，抵抗沖擊的性能比較差，周圍有居民房和一些養殖水塘，多為農田。錨碇區域的高程在1.5～2m之間。

經過地質勘測，地質層結構從上到下的土質為淤泥質黏土、粉砂、中密粉砂、粉細砂石以及中密粉細砂。地表的覆蓋厚度大約57～64m，經過研究，沉井地基底部處于粉細砂層中，高程是-34.5～-60.5m之間。

表1 通過地質勘測得出的各土層的性能參數表

通過上述的地質參數資料我們可以知道，錨碇區域的土質比較松軟，不能承受前三節的荷載，因此，需要采取加固措施，才能滿足前三節沉井在地基上穩定拼裝以及澆筑的要求。

3 地基處理

通過相關資料和數據進行計算分析以后，為了沉井下沉的方便性，準備對原有的水塘進行吹填，施工方案經過討論采用砂樁復合地基加固法進行，施工程序分別從以下幾個方面進行詳細的介紹：

3.1 吹填

由于該項工程的錨碇區域為水塘，首先要對水塘進行吹填作業，該工法是江河堤防普遍采用的填筑方法，這種方法不僅避免了使用機械碾壓的不利條件，而且可以使各施工斷面同時開展工作。吹填施工工序有以下幾個步驟：

（1）施工放線。首先對需要吹填的范圍進行放線工作，根據設計要求，整個水塘都要被吹填，那就以水塘邊界為界限。

（2）抽水，清淤。吹填工作進行之前需要將水塘里面的水抽出來，將底部的淤泥清理干凈，挖除后的淤泥運至指定的臨時棄土場。

（3）圍堰。根據施工場地的實際情況和施工安排，可以將各個水塘分別作為一個吹填區域，由一套機器設備輪流作業就可以，大大節約了成本。由于吹填區吹填后標高比水塘邊標高低50cm左右，圍堰的作用主要是防止吹填時水肆意蔓延，并不承受吹填砂的作用力，所以圍堰采用就地筑土或裝砂袋的方式進行圍堰。若采用砂袋圍堰時，上下層砂袋之間應錯縫，確保圍堰穩定均勻。

（4）泄水口和排水溝。泄水口的位置選擇需要考慮排水順利的排到指定地點，另外可以使泥漿在流出的過程中便于泥沙沉積。除此之外也要注意排水對周圍環境的污染，因此，泄水口最好選擇在充填區域的排泥管線的位置或者在死角位置。排水溝的開挖坡度不要太大，以免產生水流加速沖刷溝面，滿足水流流量就可以。

（5）吹填。本次工程采用單面吹填法，以保證吹填池內土質顆粒分布均勻，將進泥管和排水管各自放在一端，并且擺放平順，在進泥管位置安排人員看管。從圍堰的一端向另一端逐漸推進，使吹填面逐漸升高，直到排水管位置，達到預定高度就可以了。

（6）平整。吹填工作做完以后，利用人工配合挖機對整個吹填區域進行整平。

（7）吹填質量控制。吹填工作每次需要將厚度控制在0.3～0.5m，每完成一道吹填工序需要停止一定時間，待吹填土初步排水固結，然后繼續施工操作。此時注意的是出泥口應該被時時調整以保證處于向前延伸狀態，以防止細小土顆粒聚集。如果沒有達到平整要求，需要人工和機器再次處理。

3.2 砂樁施工

對沉井的井壁以及隔墻位置需要使用砂樁進一步加固。砂樁的樁直徑是0.5m，中心間距為1.2m，砂樁的長度為17m，底部標高為-16m，根據計算，砂樁的范圍應該在井壁和隔墻兩邊向外3m，理論上共需要5870根樁。每根的砂樁使用砂量可以依據公式來計算，即：

式中：Q代表每根砂樁使用的砂量；Rv代表充盈系數，一般取值1.35；r代表樁半徑；L代表樁的長度。

砂樁樁體材料采用含泥量不大于5%的天然砂礫或中、粗砂，砂的級配為自然級配。

3.3 降水井施工

由于施工現場地下水水位比較淺，地表含水量比較豐富，因此，基坑開挖前需要進行降排水施工。考慮實際降水過程中隨著抽水井工作時間的延續，過濾器會局部產生堵塞，采用12口降水井，沉井角點各布置1口，四周均勻布置8口。為減少堵塞情況，在花管外側纏繞過濾網以減少含水層細顆粒流入井內，井管下好后用1～3mm的砂礫料回填到井管和井壁的周圍，及時洗井，清除在鉆井過程中孔內泥漿對含水層的封閉，同時疏通含水層，以達到良好降水的效果。

3.4 基坑開挖施工

從第1節的井壁外側4m處開始大基坑開挖，外邊緣3m按1：1進行放坡，換填平面尺寸為108.7m×80.1m，換填高度為2.0m，在基坑開挖的過程中由于淤泥質黏土含水量比較大，可能會出現坍塌的情況，因此需要一邊開挖一邊填入砂墊層進行護坡。

3.5 砂墊層施工

為方便第一節鋼殼沉井的拼裝，內部地基在砂墊層置換后的頂標高為+2.5m，由于開挖地基的深度比較深，為了避免塌陷情況出現，在施工的同時進行“滾漿法”砂墊層施工，一邊開挖一邊利用推土機推入進行澆水碾壓，除了第一層的厚度控制在80cm左右，其余層厚度均控制在40cm左右，用履帶式推土機配合振動壓路機分層澆水碾壓使砂墊層的荷載重力在1.8g/m3以上。墊層施工完成以后，進行平板荷載試驗，試驗極限承載力不能低于309kPa才能進行下一個施工程序。在砂墊層施工中也要注意排水和防水。

3.6 混凝土墊塊施工

砂樁復合地基的平板荷載試驗滿足要求以后，需要用混凝土墊塊進行表面鋪設，根據沉井形狀進行放線，施工成槽，對底部和坡面進行夯實，然后鋪設提前預制好的混凝土墊塊，本工程這道工序使用的是厚度為20cm的C30混凝土墊塊，截面面積為120cm×120cm和60cm×120cm的尺寸，放入墊塊的數量需要根據施工的實際情況和設計方案進行確定。

4 總結

本文通過一個工程案例和具體的數據資料進行描述，加深了人們對地基處理技術的理解，使我們明白，地基處理技術在實際的施工中發揮著關鍵作用。在實際的橋梁施工中，經常需要對地基進行處理，本篇文章不能解決所有情況，但是只要建筑人員不斷的學習和實踐，一定會進一步完善和提高地基處理技術水平。

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[2]劉明湘.淺析錨碇沉井技術在地基施工中的應用[J].山西建筑，2014（14）.

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U445.55+7

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1004-7344（2016）12-0132-02

2016-4-10