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摘要：通过对鹦鹉洲长江大桥1#墩大堤防护施工，总结出在类似江堤或海堤边围堰施工采用双排桩基对拉可以有效地防护好大堤，施工安全
关键词：桩基；预应力钢绞线；水位变化；位移
Abstract: through analyzing the parrot continent Yangtze river bridge 1 # pier levee protection construction, summed up in similar makes or seawall edge construction with double row pile foundation cofferdam to pull can effectively protection good levee, construction safety
Keywords: pile foundation; Prestressed steel strand; Water level change; displacement
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1. 工程概况
1#主塔墩位于汉阳侧边坡，墩位处河床面的顺桥向高程变化较大, 河床面由江中向岸边逐渐抬升，大堤表面为填筑土，其1#墩墩为地形详见图1，以下为粉质粘土、粉砂、细砂、中砂、砾砂、圆砾土。下伏基岩为志留系中统坟头组（S2f）泥岩、泥质粉砂岩，岩面高程-58.3～-61.7m。岩石总体较完整，岩质较软；局部受断裂构造影响，岩石破碎，裂隙发育，岩石多呈碎块状，质软，手可掰断。
根据1865～2004年观测资料统计，汉口水文站历年最高水位29.73m（1954年8月18日，吴凇冻结基面，下同），最低水位10.08m（1865年2月4日），多年平均水位19.00m。汉口水文站水位特征值统计和逐月平均水位统计见表1。
表1汉口水文站逐月平均水位统计表
图1 1#墩墩位地形图
2.方案选择
武汉鹦鹉洲长江大桥1#墩墩位位于大堤边坡二级台阶附近，顺桥向高程变化较大，采取围堰施工，围堰内开挖时两侧土体最大高度差达23.5m，围堰施工时要经历长江水位低谷和高峰期间，地下水流动大，流速快，围堰在顺桥方向存在较大的外力，对围堰受力很不利，为了防止边坡土体对围堰的压力过大，在边坡土体压力范围内设置两排灌注桩，两排灌注桩通过混凝土胸墙将桩基联成整体，两排胸墙用预应力钢绞线张拉连接在一起，从而对土体形成一个反压力，对围堰两侧土体进行卸载时保证了边坡稳定性。
3.方案设计
1#墩大堤防护桩共94根，前排防护桩47根，桩长30m，后排锚固桩47根，桩长19m，前后排间距25m，同排桩之间间距1.8m。桩顶设置连接胸墙，胸墙长85.6m，断面尺寸为1.5m宽，1m高。桩基和胸墙均采用C30混凝土。
前后排防护桩之间用钢绞线对拉连接，共设置48束钢绞线，每束穿张7根7-φj15.24钢绞线。为不破坏大堤，在两排胸墙之间设置了钢绞线张拉转向结构，通过转向结构使钢绞线有效地拉紧两排桩。
采用旋喷桩密封桩与桩之间的缝隙，以防止地下水通过桩之间缝隙带走大堤土体。
其防护结构形式详见图2
图2 1#墩大堤防护结构形式
4.施工要点
1.考虑江堤为人工填土，其土体内结构复杂，采用冲击成孔，冲击成孔采用间隔循环法施工，间隔距离以3根桩为一组，每组施工完成后，再从头开始钻孔，按照此施工方法可以确保成孔桩基质量。
2.胸墙高度为1米，胸墙施工前人工凿除桩顶标高外混凝土，绑扎钢筋和安装模板，胸墙主筋为φ20，箍筋为φ12，在绑扎钢筋同时预埋好张拉锚垫板，确保锚垫板位置准确，特别是前排桩锚垫板，其角度为斜向上，必须严格按照图纸所给的角度进行预埋。胸墙采用C30混凝土，混凝土灌注时注意锚垫板位置一定要振捣密实，防止后期张拉因施加力度太大导致混凝土拉裂。
3.根据计算，转向基础地基承载力满足施工需求200KPa，因此采用深0.6m宽为1.2m钢筋C30混凝土条形基础，基础上方设置弯曲转向钢结构，使钢绞线能平缓的通过转向构件将两排胸墙连成整体受力。
4.张拉采用2端张拉，张拉力量为98t，张拉前须校顶，分为三级张拉，确保张拉力准确，张拉时严格控制钢绞线伸长量，确保无断丝，滑丝现象发生。随着施工强度越来越高，栈桥上面吊重越来越重，承台开挖越来越深，地下水位流动速度越来越大，导致土体对胸墙的侧压力越来越大，同时也导致转向基础的沉降，特别是栈桥范围位置处基础变形较大，预应力损失较大，为了加强对土体的反压力，在施工期间进行补张拉一次，基础处于稳定状态后，预应力基本上不在损失。
5.旋喷桩施工
旋喷桩密封桩与桩之间的缝隙，旋喷桩加固土体范围为直径40cm，考虑最低水位的影响，旋喷桩深度为20m，桩于桩之间缝隙30cm，在每个缝隙之间设置3个旋喷桩，其中2个旋喷桩密贴桩基并使2个旋喷桩咬合在一起，加大密封效果，再在2个旋喷桩之间外围设置一个旋喷桩，并使3个旋喷桩咬合在一起。有效地起到止水效果。
5. 位移分析及处理办法
根据测量数据，在施工期间胸墙位移最大数据为25cm，其主要位移区域在栈桥附近，根据该位移图表2，胸墙在7月份以后基本处于平缓状态，其分析原因见下：
表2 大堤防护位移变化曲线图
1.1#墩桩基3月底施工完成后，开始开挖平台，4月份开始安装围檩，5钢板桩插打结束，栈桥上方由于履带吊机施工比较频繁，栈桥承受较大压力，其压力直接传递到大堤和转向基础之上，导致土体侧压力增加。
2.大堤后方施工场地排水系统存在一定缺陷，特别是6月份雨水充足，导致水全部经过防护大堤位置流走，带动土体流失，增加大堤土体侧压力，后期改变排水系统设置，并使后锚桩区域内地面全部硬化，使表面水不渗透该范围内土体，减少地下水流动度，并使表面水经过大堤防护设施外围流进长江。
3.前期胸墙移动较大，导致预应力损失较大，对土体的侧压力抵抗效力减小，后期经过补张，加强胸墙间的连接力。
通过上面的办法可以有效地减少防护桩的位移，增大桩基对土体的抗压能力，效果较明显。
6.结语
實践证明，武汉鹦鹉长江大桥在1#墩围堰施工期间，长江水位在经历了低谷和高峰期间，该大堤防护有效地阻止了因围堰开挖过深导致大堤坍塌现象发生，确保了围堰施工安全，本文所述说的方法可以对类似的大堤进行防护，结构安全。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：桩基；预应力钢绞线；水位变化；位移
Abstract: through analyzing the parrot continent Yangtze river bridge 1 # pier levee protection construction, summed up in similar makes or seawall edge construction with double row pile foundation cofferdam to pull can effectively protection good levee, construction safety
Keywords: pile foundation; Prestressed steel strand; Water level change; displacement
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1. 工程概况
1#主塔墩位于汉阳侧边坡，墩位处河床面的顺桥向高程变化较大, 河床面由江中向岸边逐渐抬升，大堤表面为填筑土，其1#墩墩为地形详见图1，以下为粉质粘土、粉砂、细砂、中砂、砾砂、圆砾土。下伏基岩为志留系中统坟头组（S2f）泥岩、泥质粉砂岩，岩面高程-58.3～-61.7m。岩石总体较完整，岩质较软；局部受断裂构造影响，岩石破碎，裂隙发育，岩石多呈碎块状，质软，手可掰断。
根据1865～2004年观测资料统计，汉口水文站历年最高水位29.73m（1954年8月18日，吴凇冻结基面，下同），最低水位10.08m（1865年2月4日），多年平均水位19.00m。汉口水文站水位特征值统计和逐月平均水位统计见表1。
表1汉口水文站逐月平均水位统计表
图1 1#墩墩位地形图
2.方案选择
武汉鹦鹉洲长江大桥1#墩墩位位于大堤边坡二级台阶附近，顺桥向高程变化较大，采取围堰施工，围堰内开挖时两侧土体最大高度差达23.5m，围堰施工时要经历长江水位低谷和高峰期间，地下水流动大，流速快，围堰在顺桥方向存在较大的外力，对围堰受力很不利，为了防止边坡土体对围堰的压力过大，在边坡土体压力范围内设置两排灌注桩，两排灌注桩通过混凝土胸墙将桩基联成整体，两排胸墙用预应力钢绞线张拉连接在一起，从而对土体形成一个反压力，对围堰两侧土体进行卸载时保证了边坡稳定性。
3.方案设计
1#墩大堤防护桩共94根，前排防护桩47根，桩长30m，后排锚固桩47根，桩长19m，前后排间距25m，同排桩之间间距1.8m。桩顶设置连接胸墙，胸墙长85.6m，断面尺寸为1.5m宽，1m高。桩基和胸墙均采用C30混凝土。
前后排防护桩之间用钢绞线对拉连接，共设置48束钢绞线，每束穿张7根7-φj15.24钢绞线。为不破坏大堤，在两排胸墙之间设置了钢绞线张拉转向结构，通过转向结构使钢绞线有效地拉紧两排桩。
采用旋喷桩密封桩与桩之间的缝隙，以防止地下水通过桩之间缝隙带走大堤土体。
其防护结构形式详见图2
图2 1#墩大堤防护结构形式
4.施工要点
1.考虑江堤为人工填土，其土体内结构复杂，采用冲击成孔，冲击成孔采用间隔循环法施工，间隔距离以3根桩为一组，每组施工完成后，再从头开始钻孔，按照此施工方法可以确保成孔桩基质量。
2.胸墙高度为1米，胸墙施工前人工凿除桩顶标高外混凝土，绑扎钢筋和安装模板，胸墙主筋为φ20，箍筋为φ12，在绑扎钢筋同时预埋好张拉锚垫板，确保锚垫板位置准确，特别是前排桩锚垫板，其角度为斜向上，必须严格按照图纸所给的角度进行预埋。胸墙采用C30混凝土，混凝土灌注时注意锚垫板位置一定要振捣密实，防止后期张拉因施加力度太大导致混凝土拉裂。
3.根据计算，转向基础地基承载力满足施工需求200KPa，因此采用深0.6m宽为1.2m钢筋C30混凝土条形基础，基础上方设置弯曲转向钢结构，使钢绞线能平缓的通过转向构件将两排胸墙连成整体受力。
4.张拉采用2端张拉，张拉力量为98t，张拉前须校顶，分为三级张拉，确保张拉力准确，张拉时严格控制钢绞线伸长量，确保无断丝，滑丝现象发生。随着施工强度越来越高，栈桥上面吊重越来越重，承台开挖越来越深，地下水位流动速度越来越大，导致土体对胸墙的侧压力越来越大，同时也导致转向基础的沉降，特别是栈桥范围位置处基础变形较大，预应力损失较大，为了加强对土体的反压力，在施工期间进行补张拉一次，基础处于稳定状态后，预应力基本上不在损失。
5.旋喷桩施工
旋喷桩密封桩与桩之间的缝隙，旋喷桩加固土体范围为直径40cm，考虑最低水位的影响，旋喷桩深度为20m，桩于桩之间缝隙30cm，在每个缝隙之间设置3个旋喷桩，其中2个旋喷桩密贴桩基并使2个旋喷桩咬合在一起，加大密封效果，再在2个旋喷桩之间外围设置一个旋喷桩，并使3个旋喷桩咬合在一起。有效地起到止水效果。
5. 位移分析及处理办法
根据测量数据，在施工期间胸墙位移最大数据为25cm，其主要位移区域在栈桥附近，根据该位移图表2，胸墙在7月份以后基本处于平缓状态，其分析原因见下：
表2 大堤防护位移变化曲线图
1.1#墩桩基3月底施工完成后，开始开挖平台，4月份开始安装围檩，5钢板桩插打结束，栈桥上方由于履带吊机施工比较频繁，栈桥承受较大压力，其压力直接传递到大堤和转向基础之上，导致土体侧压力增加。
2.大堤后方施工场地排水系统存在一定缺陷，特别是6月份雨水充足，导致水全部经过防护大堤位置流走，带动土体流失，增加大堤土体侧压力，后期改变排水系统设置，并使后锚桩区域内地面全部硬化，使表面水不渗透该范围内土体，减少地下水流动度，并使表面水经过大堤防护设施外围流进长江。
3.前期胸墙移动较大，导致预应力损失较大，对土体的侧压力抵抗效力减小，后期经过补张，加强胸墙间的连接力。
通过上面的办法可以有效地减少防护桩的位移，增大桩基对土体的抗压能力，效果较明显。
6.结语
實践证明，武汉鹦鹉长江大桥在1#墩围堰施工期间，长江水位在经历了低谷和高峰期间，该大堤防护有效地阻止了因围堰开挖过深导致大堤坍塌现象发生，确保了围堰施工安全，本文所述说的方法可以对类似的大堤进行防护，结构安全。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。