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1大堤安全論證

南主塔基礎工程位于永安長江大堤馬道上，基礎外緣至大堤頂外肩(地面高程23．562m)僅18m．永安長江大堤，長江二級堤防．大堤保護區(qū)的九江市及其轄區(qū)地處長江南岸，是歷史悠久的著名港口和外貿(mào)口岸．九江長江大堤江岸與堤防的安全與否關系到九江市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會的發(fā)展和穩(wěn)定．橋位下游三公里處大堤曾于98年長江洪水期間決口，造成重大經(jīng)濟損失．研究施工及運營期大橋基礎對堤防安全的影響，保證大橋及大堤的絕對安全是九江長江公路大橋最具爭議的關鍵性技術和問題．大橋前期工作中編制了《九江長江公路大橋南塔橋墩對永安堤影響專題報告》，論證了南主塔橋墩放置在永安大堤內(nèi)側平臺上的可行性．經(jīng)分析、研究結論如下:(1)大橋建成后堤防滿足滲透穩(wěn)定要求;(2)大橋實施后由于橋樁有抗滑作用，對大堤邊坡穩(wěn)定有利;(3)采用護坡、護岸工程和封閉防滲墻護墩措施，可以減少南主塔墩建設引起的岸坡沖刷，避免因樁和承臺與周圍土體間存在裂縫而產(chǎn)生的堤防滲透穩(wěn)定問題;(4)施工期間樁基鉆孔及承臺開挖對堤防安全不容忽視，應切實采取工程措施保證堤防安全．因此大橋基礎施工期間保證大堤安全成為九江長江公路大橋建設的最大挑戰(zhàn)．

2堤防方案對策研究

一方面是樁基施工期間，樁基施工縮短了大堤滲流路徑，易引起大堤滲流引發(fā)潰堤事故;另一方面承臺基坑的開挖，如何保證大堤的邊坡穩(wěn)定．針對性地分析可知，合理安排鉆孔順序、施工防滲墻以及基坑防護措施成為解決這一問題的關鍵．先期在南主塔承臺與長江永安大堤之間實施一道防滲墻．根據(jù)水頭、地質等情況分析，防滲墻中線距承臺邊緣6m，單排布置，防滲墻滲透系數(shù)不大于1×10－6cm/s，J允＞80．防滲墻深度穿透細砂層嵌入粉質粘土層2m以上，總深度大于32m，防滲墻平面布置折線形，長度約165m;兩端弧向永安堤軸線，并與永安堤原防滲墻體相連，其間設復合土工膜使其形成整體防滲．高壓噴射采用定噴，孔距1．5m，噴射方向與鉆孔中心線夾角15°．防滲墻完成后從大堤側往江側孔進行樁基鉆孔，鉆孔順序九江長江公路大橋南塔樁基礎2009年10月開始間隔鉆孔，施工歷時7個月，2010年5月全部樁基及防滲墻在一個枯水季節(jié)順利完成，經(jīng)監(jiān)測及2010年高位洪水考驗，基礎及大堤安全穩(wěn)固．基坑開挖是堤防安全的另一個挑戰(zhàn)．基坑開挖需確保不發(fā)生大堤滲流、裂縫和較大的沉降位移．南主塔承臺頂標高+20．0m，底標高+12．0m，地面標高約為+11．5m．需在永安大堤馬道上開挖兩個500余平方米7m深的基坑．基坑的防護應具有相當?shù)膭偠龋源_保大堤邊坡穩(wěn)定，同時應具有很好的防滲性．滿足這兩個要求考慮經(jīng)濟性后選擇的方案是鉆孔灌注樁加旋噴止水樁方案，基坑防護，同時考慮基坑內(nèi)的排水，合理選擇工程實施時間．洪水季過后南塔承臺基坑支護樁開始施工．以直徑1m的連排鋼筋砼鉆孔樁作為承臺基坑開挖擋土受力結構，樁頂設冠梁和角部鋼管支撐．考慮土壓力、地面堆載、施工機械多種荷載組合進行分析，結果顯示承臺開挖時支護樁位移僅2．5mm．大堤整體穩(wěn)定性分析考慮3種荷載工況．工況一按原始岸坡計算抗滑安全，分析得安全系數(shù)為1．445;工況二原始岸坡+堤中心地下水位高出江面3m情況計算抗滑安全，分析得安全系數(shù)1．381;工況三不考慮樁基礎對大堤穩(wěn)定性有利影響情況計算岸坡抗滑安全，安全系數(shù)1．547．控制性工況分析結果計算分析表明低水位時大堤最不利滑動面圓心位于第二級坡面上，基坑開挖有利于大堤整體穩(wěn)定．當?shù)讨行牡叵滤徊桓哂诮?m時，大堤依然穩(wěn)定．考慮樁基對大堤整體穩(wěn)定有利作用，實際抗滑安全系數(shù)將大于計算值．分析表明采取的工程措施可以滿足要求，確保大堤安全．2010年9月基坑開挖支護樁開始施工，在完成152根鉆孔支護樁、152根旋噴止水樁和冠梁后，順利開挖承臺基坑，澆筑承臺混凝土．

3堤防監(jiān)測

南塔基礎施工過程中在大橋中心線及下游100m處設立觀察水準工作基點進行滲透及水位觀測．沿基坑開挖面及堤頂布設位移觀測點監(jiān)控大堤的邊坡穩(wěn)定．同時在基坑防護樁及冠梁頂設位移觀測點．觀測數(shù)值均在允許范圍之內(nèi)，與設計基本吻合．4結束語南主塔基礎施工期間監(jiān)測顯示大堤穩(wěn)固，基本上沒有發(fā)生位移．南主塔基礎施工后，邊坡未發(fā)生變化，伸入基巖的大直徑鉆孔灌注樁，對大堤邊坡穩(wěn)定有利．工程實施的大堤防護，樁基鉆孔、承臺開挖措施合理有效．經(jīng)多年長江洪水季節(jié)考驗，南主塔基礎和大堤穩(wěn)固．

作者：范永利 余小江 單位：江西省交通設計研究院有限責任公司