东清河大桥主墩承台深基坑开挖施工方案

一、主墩承台基坑施工总体方案

   根据现场情况承台最近角距离东清河河道距离仅3m，不能直接放坡开外。但大桥施工工期比较紧，而大桥主墩施工是整个工程中的关键节点，因此项目部决定采用双排桩施工。即在河道两侧打入双排桩支护并在桩间填土形成双排桩围堰。然后抽排围堰内河水并回填素土，在压实稳定后开挖主墩基坑进行施工。

二、主墩承台基坑开挖施工

1、木桩插打施工步骤：

1.1施工准备工作

（1）复核木桩长度尺寸符合设计要求(木桩长度值详见双排桩桩围堰计算书)；

（2）木桩运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记。

1.2主要设备、料具

本工程采取单幅两岸同时施工木桩。主要设备、料具：专业施工船舶2条、16t汽车吊2台、9m桩300根

1.3施工时间安排

木桩施工平均30m/天的速度组织，河东木桩插打3天，填土2天，拔桩2天。河西木桩施工打插3天，填土2天，拔插2天。

1.4导向桩施工

木桩插打先打4角定位桩，定位桩施工后在定位桩间安装导向木桩（可根据现场情况增加定位桩）。导向木桩也使用木桩，固定于定位木桩两侧。后续木桩施工位置即在两导向木桩之间顺序插打。

1.5木桩插打

在施打木桩前，在两侧设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的木桩的施打定位。木桩插打两排，排距3.0m，同排桩距间隔30cm。两排桩间隔以梅花桩布置，相邻两木桩桩身用芦排围护。插打木桩时从第1组就要保持平整，几条插好打稳后即与导框固定，然后继续插打。若有歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打。两排木桩插打过程中可及时在桩顶用16#槽钢两两相连作为连梁加强两排桩联系增加整体刚度。

双排木桩内侧，每隔15米需加打一处加固桩稳定用已施打的木桩围堰。加固桩成四边由苇排包围中间填土与围堰桩相同。木桩围堰插打完毕后为防止河道中来往船只直接冲击我木桩围堰因此在我木桩围堰外侧1米远处每3m插打一排防撞木桩。详见下图所示：

1.6围堰内填土

木桩插到到位后，立即安排船只进行两排桩之间的填土。填土前在相邻同排桩间插入芦排固定，作为桩间护壁。桩间填土采用外运进场的新鲜素土由船舶倒运至围堰两侧，并逐层填方至两桩之间‘高度至与木桩顶平。

1.7围堰内抽水回填

木桩施工完毕后即可安排水泵抽排围堰内河水，并回填素土。抽排围堰内河水时，要分批次抽排。每次抽排水深度1m，到位后需停止抽水12小时，观察围堰填土是否有下沉、散落、漏水等情况。如果有沉降、散落等情况应及时回填新土增补，若有漏水、渗水等情况需在围堰外侧抛洒锯木屑使其随水流填堵渗漏空隙，亦可采用加填土体，加压压实填土使其稳定。若围堰填土无上述情况，且整体情况稳定方可继续抽排。围堰内河水抽排完后可开始对围堰内进行回填。填土应尽量分层压实，同时观察其对围堰的影响。回填高度平现岸边地面标高，填土到位后，需整体静压5~10天，确保回填土稳定后，开挖承台基坑。

1.8主墩承台基坑开挖

围堰内填土稳定后可开始进行主墩承台基坑的开挖。围堰内承台基坑开挖采取1:1放坡开挖，每4米留1m施工平台。详见下图。

基坑采用挖掘机与人工配合方法进行开挖，开挖前，先精确放出基础轴线，并将其引至基坑范围以外，放出基坑边线，然后开挖。开挖采用反铲液压挖掘机进行，开挖过程中随时测量基底标高及平面位置，避免超挖。开挖时基底留20cm，然后采取人工进行挖除。挖至基底设计标高后，找平基底，如有积水，采用集中排水法排水，四周设排水沟，利用潜水泵抽水。基坑开挖到位后便可进行承台施工，施工前承台底浇筑一层20cm混凝土封底做为施工平台。

1.9承台施工

承台钢筋、模板施工与普通承台施工相同，大体积混凝土施工相关方案见附件。承台混凝土施工完毕后便可进行第一次基坑回填，回填土高度平承台顶面。待主墩墩柱施工完毕后可进行第二次基坑回填，回填高度平原地面标高即可。回填完毕后施工船舶便可将木桩拔除，同时由挖掘机对河道范围内填土挖除清理，恢复原运河航道。

1.10测量观测

在围堰木桩顶部设置围堰沉降位移观测点，每天观测两次，直至承台施工完成。如有出现围堰歪斜、沉降等异常情况，立即停止施工对围堰、土体等进行加固待其稳定后方可继续施工。

三、木桩施工受力计算书

东清河大桥左幅12#、13#主墩，右幅11#、12#主墩位于东清河规划航道两侧，根据设计图纸及现场实际勘查，东清河为南北走向，河道顺直河床比较平坦，常年水位约为1.5m左右，水流平缓。主桥墩承台距河岸约为3m，原地面标高1.73m~2.11m，承台底标高-5.7m，主墩尺寸14.5m×10.1m×3.5m（高），墩位处地质为素填土、亚粘土。

主墩位置地址从上往下依次为素填土4.9m，淤泥质亚粘土2.2m，亚粘土0.8m

地质情况表

平均重度γ=(18×4.9+16×2.2+19.1×7.9)/15=18.29

平均内摩擦角φ=(20×4.9+0×2.2+16.6×7.9)/15=15.94

平均粘聚力c=（14.1×4.9+5×2.2+36.2×7.9)/15=24.4

1、围堰设计

设计规划航道底为-1.5m，水面最高水位考虑为2.0m因此河道水深考虑为3.m，在施工计算中将水压力换算成土当量高度，并考虑船舶冲击荷载系数1.5则：

现计划9m木桩，水深3.9m，高出水面0.5m，则桩入土深度h=9-3.9-0.5=4.6m；

根据经验前排桩所受力远大于后排桩受力因此在此只验算前排桩受力情况。根据《建筑施工计算手册》提供的计算模型建模

木桩仍按悬臂式板桩计算，其受力模型如下：

图

计算桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y0

2、验算桩埋入深度

则：； ；

；

考虑基坑内侧仍有填土，其内侧开挖为1比1放坡开挖土体稳定。则应当考虑该部分土有主动土压力作用与木桩，向外可抵消部分外侧压力。由于该部分土为双排桩围堰打好后新填土，计算中内侧土压力考虑0.7的折减系数。则可求得其对e点的抗倾覆力矩。按如下模型计算：

则

显然M倾覆=277.94+.58=367.52 KN•m ，则1.5M倾覆=551.28˂M抗则入土埋深符合要求。

3、求入土深度t2处剪力为零的g点，该点净主动土压力acd应等于净被动土压力dgh；

即

；

；    t2=1.41+1=2.41m。

4、计算最大弯矩，此值应等于acd、aib和dgh绕g点的力矩之差。

若选用d=15cm，落叶松圆木作为木桩，则查常用木材的物理力学性能表可得

[σ]=109MPa；W=785.398cm3；则Mmax=[σ] •W=85.60 KN•m

则Mmax>Mg，符合要求。