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1.1 工程簡介

清遠北江大橋擴建工程(姐妹新橋)位于清遠市北江大橋舊橋上游側,大橋全長1033.45m。上部構造為連拱結構,共8孔跨徑70m剛架拱和7孔跨徑45m剛架拱(南岸3孔、北岸4孔),在70m剛架拱和45m剛架拱交節處設置單向推力墩,基礎采用雙孔圓端型階梯式沉井,姐妹新橋12號橋墩沉井平面尺寸為16.0×14.6m,下沉深度25.0 m,沉井刃腳設計在標高為-15.0m的基巖上,基巖容許承載力不低于1800kPa。姐妹新橋12號橋墩沉井沙土層采用抽砂泵抽砂(泥)下沉工藝,沉井在砂土層已均勻下沉至-14.2m標高處,因遇到較硬基巖但未達到設計標高和基礎容許承載力要求。

1.2 沉井下沉過程出現傾斜、位移及扭轉的原因

沉井下沉過程中,有時會出現傾斜、位移及扭轉等情況,應及時發現并采取措施糾正。

產生傾斜的原因可能有:

(1)刃腳下土質軟硬不均;

(2)挖土不均,使井內土面高低懸殊;

(3)刃腳下掏空過多,使沉井不均勻突然下沉;

(4)排水下沉,井內一側出現流砂現象;

(5)刃腳局部被大石塊或埋設物擱住;

(6)井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。

位移產生的原因多由于傾斜導致,如沉井在傾斜情況下下沉,則沉井向傾斜相反方向位移,或在傾斜糾正時,如傾斜一側土質較松軟時,由于重力作用,有時也沿傾斜方向產生一定位移,因此預防位移應避免在傾斜情況下下沉,加強觀測,及時糾正傾斜。

沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的。

1.3 在基巖上沉井下沉方案選擇

12號沉井以下基礎為強風化、弱風化、微風化粉砂質泥巖,為了沉井底標高達到設計要求,當抽砂至較硬巖層面時,采用高壓水槍不能對巖層進行破碎;采用潛水員水下風鎬破碎清除方案存在施工時間長,鑿巖清碴不均勻,使井內巖面高低懸殊,沉井不均勻下沉易發生傾斜,并導致位移及扭轉事故發生;采用水下鉆孔爆破方案對沉井刃腳下-14.2m至-15.0m巖層進行破碎,爆破方法為毫秒延期起爆,刃腳下巖層破碎達到同時、均勻的要求,然后用高壓水槍對巖碴進行沖射,用Φ250mm吹砂管對破碎的巖碴進行抽碴清除,能確保沉井下沉過程中不發生傾斜、位移及扭轉事故,安全、均勻沉至設計標高。

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