鋼板樁圍堰施工水中系梁

■李春桃 ■四川公路橋橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司大橋分公司，四川 成都 610015

1 工程背景

麻武高速公路連接線浠水河大橋河面標(biāo)高為35.1m，系梁底面標(biāo)高為33m，系梁底在水位以下3.1m。由于本項(xiàng)目工期緊、任務(wù)重、近場時(shí)間遲等原因，為了在洪期前完成基礎(chǔ)及下部構(gòu)造，經(jīng)過多方比對(duì)連接線浠水河大橋樁基礎(chǔ)采用筑島施工，筑島村料采用砂性土，筑島頂面標(biāo)高設(shè)計(jì)為36m。

本工程系梁開挖深度在4m以上，開挖范圍內(nèi)為筑島砂性土填料，由于開挖深度較大，且在水面以下3m以上，不能采用放坡形式開挖，只能采用基坑支護(hù)，必須采取可靠而有效的基坑支護(hù)處理?，F(xiàn)行的基坑支護(hù)方法很多，如排樁(鋼板樁、鋼管樁等)、砼圍堰、沉井等，砼圍堰、沉井等屬于一次性投人，不能周轉(zhuǎn)回收，費(fèi)用大，工期長，施工難度大，且這些永久性支護(hù)還可能給后續(xù)施工帶來不便。通過對(duì)多種支護(hù)方案的具體分析和比較，特別是考慮造價(jià)、工期、施工難度和安全性等因素，認(rèn)為采用鋼板樁支護(hù)具有操作簡單、安全性好、工期短、節(jié)約投資等明顯優(yōu)點(diǎn)，決定采用鋼板樁加內(nèi)支撐的支護(hù)方案，鋼板樁圍堰按4m×9m設(shè)計(jì)。

2 鋼板樁圍堰施工方案

2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量定位→打鋼板樁→鋼板樁內(nèi)支撐→基坑挖掘→封底墊層→系梁鋼筋綁扎及墩柱鋼筋安裝→系梁模板安裝→系梁混凝土澆筑→墩柱模板安裝→墩柱混凝土澆筑→鋼板樁圍堰拆除。

2.2 鋼板樁施工

2.2.1 鋼板樁的選用

本工程選用日本進(jìn)口止水鋼板樁進(jìn)行施工，該鋼板樁為小鎖口，有很好的止水能力，寬40cm，重76.1kg/m，考慮到本工程地質(zhì)情況的需要，樁長為9米的鋼板樁。首先在板樁堆放基地對(duì)鋼板樁進(jìn)行分類、整理，選用同種型號(hào)的板樁，進(jìn)行彎曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量的鋼板樁。

鋼板樁進(jìn)場前檢查整理，發(fā)現(xiàn)缺陷隨時(shí)調(diào)整，整理后在運(yùn)輸和堆放時(shí)盡量不使其彎曲變形，避免碰撞，尤其不能將連鎖口碰壞。鋼板樁檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下:樁垂直度＜1%;樁身彎曲度＜2%L;全數(shù)進(jìn)行短樁通過試驗(yàn)檢查鎖口，不合格的要進(jìn)行整修，嚴(yán)重的禁止使用。

樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鋼板樁鎖口內(nèi)涂抹黃油以減少插打時(shí)鎖口間的摩擦和減少鋼板樁圍堰的滲漏。其體積配合比為黃油:干膨潤土:干鋸沫=5：5：3。對(duì)鎖口變形、銹蝕嚴(yán)重的鋼板樁，整修矯正。轉(zhuǎn)角處采用90度的轉(zhuǎn)角樁。

2.2.2 打入

(1)施工放樣與定位。由于采取筑島形成施工平臺(tái)，鋼板樁在陸地施工，場地平整后，經(jīng)過測量放樣，將施工區(qū)域控制點(diǎn)標(biāo)明，然后用石灰將鋼板樁的整體線路標(biāo)出。為確保鋼板樁在一條直線上，在轉(zhuǎn)角控制點(diǎn)位置鋼管樁作為定位樁，在打樁時(shí)作為導(dǎo)向位置及高程控制標(biāo)志。

(2)鋼板樁打入總體施工流程。鋼板樁從上游側(cè)圍堰中心開始打入第一片鋼板樁，然后逐步向兩邊插打，在河下游合龍，第1塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。每完成3米測量校正1次，確保在同一直線上。每根鋼板樁施打完畢后，即與槽鋼焊接牢固。鋼板樁合龍通過精確計(jì)算，確定龍口位置，配置相應(yīng)規(guī)格的異形鋼板樁，現(xiàn)場實(shí)測異形鋼板樁的角度和尺寸，根據(jù)實(shí)際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個(gè)圍堰的密封性。

2.2.3 鋼板樁打入施工工藝

(1)采取25t汔車吊停在離打樁點(diǎn)就近的平臺(tái)，側(cè)向施工，便于測量人員觀察。掛上60t振動(dòng)錘，升高并理順油管及電纜;(2)振動(dòng)錘下降，開液壓口，拉一根樁至打樁錘下，鎖口抹上潤滑油同時(shí)起錘;(3)待鋼板樁尖離開地面30cm時(shí)，停止上升。錘下降，使樁至夾口中，開動(dòng)液壓機(jī)并夾緊樁，上升錘與樁至打樁地點(diǎn);(4)對(duì)準(zhǔn)樁與定位樁的鎖口，錘下降，靠錘與樁自重壓樁至不能下降為止;(5)試開打樁錘30秒左右，停止振動(dòng)，利用錘慣性打樁至堅(jiān)實(shí)土層，開動(dòng)振動(dòng)錘打樁下降，控制打樁錘下降的速度，使樁保持豎直，以便鎖口能順利咬合，提高止水能力;(6)板樁至設(shè)計(jì)高度前40cm時(shí)，停止振動(dòng)，振動(dòng)錘因慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間，打樁至設(shè)計(jì)高度;(7)松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁。打樁前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物。

2.2.4 注意事項(xiàng)

(1)插打次序自上游開始，在下游合攏;(2)插打時(shí)要嚴(yán)格控制垂直度，特別是第一根樁;(3)鋼板樁起吊后利用人工將樁插入鎖口，動(dòng)作緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入;(4)鋼板樁振動(dòng)插打到小于設(shè)計(jì)標(biāo)高40cm時(shí)，小心施工，防止超深。

2.3 圍堰支撐

基于本工程施工場地狹小，考慮到浠水河水河水的影響以及周圍動(dòng)荷載和主動(dòng)土壓力較大，根據(jù)計(jì)算圍堰內(nèi)部采用φ315×8mm鋼管樁作為骨架進(jìn)行支撐，在鋼板樁上橫向設(shè)置I40作為硬撐的支撐面，工字鋼與鋼板樁焊接牢固，內(nèi)部支撐設(shè)置在地面以下1.5m，以確保鋼板樁圍堰的穩(wěn)定性。兩端采用I40工字鋼做成斜撐，以加強(qiáng)鋼板樁整體抗側(cè)向力剛度。

3 基坑開挖

根據(jù)工程地質(zhì)條件，系梁的埋至深度以及河水等因素影響，系梁的開挖采用一臺(tái)CAT320挖機(jī)和人工同步進(jìn)行。

3.1 挖土、清淤

在挖土、清淤及進(jìn)行內(nèi)部支撐的過程中用泥漿泵配合高壓射水將圍堰內(nèi)的淤泥清除。清淤時(shí)及時(shí)測量坑底標(biāo)高，達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高，停止高壓射水。

3.2 防滲與堵漏

鋼板樁打入之前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物。當(dāng)鎖口不緊密漏水時(shí)，用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞，外側(cè)包裹一層防水彩條布，起到防水和減小水壓力的雙重效果。

4 鋼板樁拔除

4.1 施工要點(diǎn)

(1)鋼板樁拔除采用25t汔車吊配合液壓60t振動(dòng)錘進(jìn)行施工，拆除前先振打鋼板樁，使其與封底砼分開，在將鋼板樁撥出。

(2)在墩柱澆筑完成后，進(jìn)行支撐的切割工作，用吊車配合進(jìn)行拔樁。

(3)在內(nèi)支撐全部拆除完成后，進(jìn)行鋼板樁的拔除。在拔樁時(shí)，采用振動(dòng)錘進(jìn)行拔除，拔一根清理一根。

5 結(jié)束語

麻城到武穴高速公路連接線浠水河大橋水中系梁鋼板樁圍堰施工，在計(jì)劃期限內(nèi)順利完成了工程任務(wù)，得到了各方的廣泛好評(píng)。該實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)水中系梁開挖采用內(nèi)支撐鋼板樁支護(hù)，可保證基坑兩側(cè)的穩(wěn)定，有效消除安全隱患，鋼板樁施工材料及設(shè)備還有可多次重復(fù)使用、節(jié)約投資和機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)，使用非常方便，是一種行之有效而安全可靠的方法，達(dá)到縮短工期、減少投入的目的，很好的解決了水中系梁施工的問題，可供同類工程參考。