鋼板樁圍堰技術(shù)在深水橋梁施工中的應(yīng)用

■張國球

（三明市高速公路建設(shè)指揮部，三明　365007）

鋼板樁圍堰技術(shù)在深水橋梁施工中的應(yīng)用

■張國球

（三明市高速公路建設(shè)指揮部，三明365007）

鋼板樁圍堰方案在一些水深及地質(zhì)較軟的地基施工中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，筆者根據(jù)工程實(shí)例來說明了鋼板樁圍堰深水橋梁施工中的應(yīng)用的技術(shù)措施及施工要點(diǎn)，以供同類工程施工參考。

深水基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工要點(diǎn)

0　引言

鋼板樁圍堰方法是橋梁深水基礎(chǔ)施工方法之一，由于其施工速度快，成本低，安全性較高等優(yōu)點(diǎn)，各大橋梁施工中得到了廣泛的應(yīng)用，鋼板樁圍堰的主要形式有矩形，多邊形及圓形等。

1　工程概況

福建三明市荊東互通主線橋8#墩位于沙溪河中，百年一遇水流速1.94m/s，設(shè)計(jì)水位139.83m，最高通航水位136.6m，最低通航水位132.5m，施工期間常水位約為133.5m，河面水位在端午節(jié)前后，10年一遇水位上漲1.3m左右。8#墩水深約7.5米，承臺底標(biāo)高均為126.2m，左右幅均采用8根Φ2.2m鉆孔樁布置成三排（3+ 2+3），承臺設(shè)計(jì)為圓矩形，尺寸為14.7m×13.3m×4.5m，墩身采用箱式墩。8#墩原河床線以下10m內(nèi)主要地層巖性為粉質(zhì)粘土、卵石、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化構(gòu)造巖。

2　鋼板樁圍堰施工方法及要點(diǎn)

2.1鋼板樁圍堰施工流程

考慮到水上施工作業(yè)，本工程安排施工流程如下：首先鋼棧橋及作業(yè)平臺搭設(shè)，然后鉆孔樁施工及鋼板樁打樁作業(yè)，再采用水下混凝土濕封及基坑抽水，最后樹立承臺模板并澆注承臺混凝土。綜合考慮鋼板樁特性、防水、經(jīng)濟(jì)等方面因素，本工程選用拉森IV型鋼板樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。拉森IV型鋼板樁示意圖及主要參數(shù)如圖如表1。

表1　拉森IV型鋼板樁主要參數(shù)表

2.2鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼板樁采用拉森Ⅳ型鋼板樁，材質(zhì)SY295，單根長度為12m，圍堰平面尺寸為33.7×15.3m，共設(shè)置兩道內(nèi)支撐。圍堰頂高程為+134.9m，圍堰底高程為+124.9m，封底混凝土厚1.3m。鋼板樁圍堰平面圖見圖1、立面圖見圖2。

2.3鋼板樁圍堰施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行鋼板樁圍堰施工作業(yè)時(shí)，必須先做好施工準(zhǔn)備工作，主要包括復(fù)查鋼板樁，檢查振動(dòng)錘及處理鋼板樁等。本工程采用DZ-60Y型振動(dòng)樁錘及50噸履帶吊車作業(yè)，為保證工程能順利進(jìn)行，在打樁之前對振動(dòng)錘進(jìn)行了一系列作業(yè)測試，結(jié)果表明該振動(dòng)捶功能正常，為剔除那些因裝卸運(yùn)輸而導(dǎo)致磨損的變形鋼板樁，在鋼板樁拼組之前對鋼板樁進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，并對鎖口破裂及表面有焊接殘瘤的鋼板樁進(jìn)行處理，保證單獨(dú)的圍堰鋼板樁具有相同的鎖口，并在鎖口內(nèi)涂抹適量黃油以減少鋼板樁之間的摩損。

2.4插打鋼板樁

圖1　鋼板樁圍堰平面圖

圖2　圍堰A-A斷面圖

為了確保插打位置準(zhǔn)確，第一片鋼板樁插打是關(guān)鍵。具體方法為：圍囹以及I25型鋼限位裝置安裝完成后，限位框距鋼板樁每邊大10mm，插打時(shí)鋼板樁背緊靠一側(cè)定位框，下側(cè)鋼板樁背緊靠圍囹，邊插打邊緩慢下放。嚴(yán)格控制好鋼板樁插打的垂直度，尤其是第一片樁要從兩個(gè)相互垂直的方向同時(shí)控制，確保其垂直度，然后以第一片鋼板樁為基準(zhǔn)，再向兩邊對稱插打。在插打過程中，鋼板樁下端受土擠壓，鋼板樁鎖口之間縫隙較大，上端總會產(chǎn)生遠(yuǎn)離第一片鋼板樁方向的傾斜。因此，每打三片鋼板樁就要用垂球吊線檢查其垂直度，確保鋼板樁垂直度控制在0.5%以內(nèi)，超過此限度值時(shí)應(yīng)采取措施予以糾偏。一次性糾偏不能太多，以免鎖口卡住，影響下一片鋼板樁插打。當(dāng)鋼板樁偏移太多時(shí)，只能采取多次糾偏的方法逐步減少偏移量。每次插打完五片鋼板樁并經(jīng)糾偏后，將鋼板樁點(diǎn)焊固定于圍囹上，減少累計(jì)偏移位移，利于圍堰合龍。鋼板樁插打時(shí)，堅(jiān)持“插樁正直、分散糾偏、有偏即糾、調(diào)整合龍”原則。

2.5安裝內(nèi)側(cè)橫撐

在鋼板樁合攏之后，即可將圍堰內(nèi)的水抽出，本著遵循先支撐后降水的原則，在降水之前先對鋼板樁增設(shè)內(nèi)橫撐，以防止鋼板樁因水壓變化而發(fā)生變形。第1層內(nèi)支撐位于常水位以上50cm，圍檁采用雙拼2I45a工字鋼，支撐采用Ф529mm、t=8mm鋼管。第2層支撐位于常水位以下1.74m，圍檁采用雙拼 2I45a工字鋼，支撐采用Ф529mm、t=8mm鋼管。

2.6混凝土封底

當(dāng)圍堰清基結(jié)束后，檢查圍堰內(nèi)河床標(biāo)高，然后進(jìn)行封底，封底采用C30混凝土，厚度約1.3m左右。采用剛性導(dǎo)管法灌注水下封底混凝土。

2.7圍堰監(jiān)測

在承臺施工過程中，必須保持對圍堰進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，主要內(nèi)容包括鋼板樁樁身的變形，鋼板樁內(nèi)支撐的軸力及內(nèi)外水位的變化。本工程對各個(gè)鋼板樁內(nèi)支撐均布設(shè)了測點(diǎn)。在圍堰適當(dāng)位置處設(shè)置水尺，定時(shí)測量鋼板樁內(nèi)外的水位變化。

2.8拔除鋼板樁

在墩承臺及墩身施工結(jié)束后，采用振動(dòng)法進(jìn)行拔樁，先使鋼板樁頂部振動(dòng)適量時(shí)間，待土質(zhì)松軟后，利用振動(dòng)錘由河流的下游一側(cè)開始拔起，在拆除內(nèi)支撐時(shí)，要遵循由下而上的原則，先拆下部支撐，灌入一層水后，再拆上部支撐，始終保持圍堰內(nèi)外水位保持一致，在拔樁過程若出現(xiàn)拔除困難的現(xiàn)象，應(yīng)立即停止拔樁，繼續(xù)振動(dòng)幾分鐘再次拔除，以免損壞鋼板樁，拔出后的鋼板樁應(yīng)及時(shí)的檢修涂油。

3　結(jié)語

鋼板樁圍堰方案具有工期短，占地空間小等優(yōu)點(diǎn)，較適應(yīng)于水深及土質(zhì)為軟基的地基施工，與其他圍堰施工相比，鋼板樁圍堰一次性投入費(fèi)用較低，對于軟地基可采取水下封底實(shí)現(xiàn)干法施工，多次找平，保證了承臺基礎(chǔ)質(zhì)量，本次工程采用鋼板樁圍堰施工歷時(shí)兩個(gè)半月，施工過程順利，實(shí)際效果表明采用鋼板樁圍堰方案是切實(shí)可行的，可供類似工程進(jìn)行參考。

［1］岐峰軍．鋼板樁圍堰施工［J］.山西建筑，2006.32（19）：105-106.

［2］周水興，何兆儀，等.路橋施工計(jì)算手冊（第一版）［M］.北京：人民交通出版社，2001.6.

［3］徐光輝，胡明義.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊（梁橋上冊）［M］.北京：人民交通出版社，1996.3.

［4］宋金河，鄭文江．水中深基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工技術(shù)［J］．山西建筑，2006，32（21）：122-123.