淺談跨河大橋主墩深基坑的鋼板樁圍堰施工技術(shù)

孫遠(yuǎn)峰

摘? 要：在跨河大橋河中承臺施工中，在河水較淺時經(jīng)常采取鋼板樁圍堰的技術(shù)進(jìn)行河中承臺施工，對于大橋承臺頂標(biāo)高位于河水常水位以下的情況，鋼板樁圍堰的的施工技術(shù)直接關(guān)系到承臺施工的質(zhì)量與安全，需要從相關(guān)方面加強(qiáng)對鋼板樁圍堰施工質(zhì)量的控制。

關(guān)鍵詞：大橋深基坑;鋼板樁圍堰;施工技術(shù)

中圖分類號：TU74 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

大橋位于正方大道跨外秦淮河段，橋位處河口寬約150 m，現(xiàn)狀六級航道。該橋設(shè)計為雙幅橋，橋梁總長為477 m，主橋采用跨徑 （55+80+48）m混凝土變截面連續(xù)箱梁。主橋6#、7#主墩采用矩形承臺，寬6.5 m，長18.5 m，厚度為3.0 m。

2 地形及地質(zhì)情況

主橋6#、7#主墩位于秦淮河漫灘地貌。地面高程7 m～8 m，河道中心底標(biāo)高0.47 m～0.56 m，勘察期間河水水位6.64 m～7.08 m，河谷兩側(cè)水深一般0.5 m～1.0 m，河谷中心水深一般6 m～6.5 m。根據(jù)勘察設(shè)計資料，6#、7#墩鋼板樁圍堰地質(zhì)分為2個工程地質(zhì)層，6個亞層，具體見表1。

3 主墩6#、7#墩圍堰施工

圍堰采用18 m鋼板樁打設(shè)圍堰，鋼板樁樁頂標(biāo)高設(shè)置在+8.5 m時，樁底高為-9.5 m， 6#墩鋼板樁底標(biāo)高位于②-4粉質(zhì)黏土夾粉土層及②-3粉砂夾砂土層;7#墩鋼板樁底標(biāo)高位于②-3粉砂夾砂土層。根據(jù)地質(zhì)條件分析，在基坑開挖時②-3粉砂夾砂土層在基坑外側(cè)壓力下，粉砂夾粉土可能會出現(xiàn)隨地下孔隙潛水的流動呈現(xiàn)流砂現(xiàn)象。為防止出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象，鋼板樁需有足夠入土深度，具體流程如下。

3.1 施工程序

打設(shè)鋼板樁→土方開挖至第1道支撐下50 cm→安裝第1道圍檁和支撐→繼續(xù)開挖至第2道支撐下0.5 m處→安裝第2道支撐→采用長臂挖機(jī)挖土，開挖至第3道支撐下0.5 m→安裝第3道支撐→繼續(xù)開挖至基坑底面→混凝土封底。

3.2 筑島

6#、7#墩樁基均在距河灘約20 m的河道中，筑島填筑從岸邊向水中約30 m，水深約2.5 m～3 m，填筑順河向施工范圍約70 m;筑島填筑標(biāo)高約8.0 m，自上游開始填筑至下游合攏。在承臺邊線3.0 m以外打設(shè)直徑609 mm鋼管樁加鋼板擋土板進(jìn)行防護(hù)。鋼板樁間距為3 m，樁長10 m，入土深度4.5 m～5.0 m。鋼管樁內(nèi)側(cè)采用設(shè)置1 cm后鋼板做為擋土板，入土0.5 m～1.0 m，頂面標(biāo)高為8.5 m～9.0 m。填筑范圍如圖1所示。

3.3 鋼板樁圍堰

主橋橋墩承臺頂標(biāo)高為+2.0 m，承臺底標(biāo)高為-1.0 m，筑島后的頂面標(biāo)高為+8.0 m，開挖深度為10.5 m。主墩承臺采用鋼板樁圍堰施工方案進(jìn)行施工， 6#、7#主墩單個承臺平面尺寸為18.5m×6.5m，設(shè)計承臺頂標(biāo)高為+2.0 m，鋼板樁圍堰尺寸采用22.5m×10.5m。采用長度18 m的FSP-IV拉森鋼板樁。

3.3.1 鋼板樁的選用

6#、7#墩均采用長18 m、寬0.4 m、厚17 cm的FSP-IV型鋼板樁，96.99? cm2，截面模數(shù)2 270 cm3/m。圍堰內(nèi)設(shè)置3道內(nèi)支撐，所有圍囹、斜撐均采用雙拼400 mm×400 mm

H型鋼，截面積219.5 cm2，截面模數(shù)3 340 cm3/m，橫向支撐采用直徑609 mm圓管，厚度10 mm，節(jié)點(diǎn)采用焊接，鋼板樁材料強(qiáng)度及打入后的強(qiáng)度、變形經(jīng)計算均符合規(guī)范要求。

3.3.2 定位放線

根據(jù)承臺設(shè)計坐標(biāo)，在筑島頂面測放出承臺控制邊線，以承臺的控制邊線向外各2 m測放出鋼板樁的插打邊線。

3.3.3 FSP-IV型鋼板樁施工

FSP-IV型鋼板樁鋼板樁施工采用日立450液壓履帶式打拔機(jī)逐根答入，鋼板樁之間的接口，采用小止口搭接，全部打入后形成擋土止水圍堰。該工程采用的是拉森鋼板樁，樁錘根據(jù)板樁打入地基土的阻力選擇，采用300振動錘。當(dāng)?shù)?根鋼板樁打入設(shè)計標(biāo)高時，后續(xù)鋼板樁吊起對好前1根樁的齒口，振動打入設(shè)計標(biāo)高。鋼板樁的插打施工按照以下程序進(jìn)行。1）插打前在鋼板樁鎖口內(nèi)涂黃油，以防漏水。2）導(dǎo)向架施工。在筑島平臺上由1根導(dǎo)向鋼板樁開始打設(shè)導(dǎo)向架定位樁，在定位鋼板樁側(cè)面焊接牛腿，再將雙拼I40工字鋼搭在牛腿上焊接固定，導(dǎo)向架可分幾次制作，即先做好一側(cè)面，打設(shè)角樁作為定位樁，根據(jù)導(dǎo)向架及角樁打設(shè)該面鋼板樁，完成該面后再依次制作其他各面導(dǎo)向架，直至圍堰閉合。鋼板樁打入施工時，應(yīng)首先把圍堰范圍內(nèi)的鋼板樁全部打至入土穩(wěn)定深度后，在逐根打至設(shè)計的入土深度。

3.3.4 垂直度和標(biāo)高控制

在鋼板樁插打過程中，如果出現(xiàn)相鄰鋼板鎖口縫隙較大現(xiàn)象時，說明鋼板樁的打入位置產(chǎn)生了傾斜。為防止出現(xiàn)該類問題，在鋼板樁打入過程中要經(jīng)常檢查鋼板樁的傾斜度并控制其不超過1%。當(dāng)鋼板樁偏移太多時，采用多次糾偏的方法逐步減少偏移量，若發(fā)現(xiàn)垂直度超標(biāo)，必須拔出重打。標(biāo)高控制為第1根樁用水準(zhǔn)儀控制樁頂標(biāo)高，后續(xù)的樁可參照前面樁的標(biāo)高。

3.4 基坑監(jiān)測

基坑監(jiān)測要注意2點(diǎn)。1） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的監(jiān)測控制點(diǎn)及水準(zhǔn)基點(diǎn)埋設(shè)在沉降影響范圍之外穩(wěn)定的秦淮河河堤混凝土道路上，設(shè)置鋼圍堰頂面合適位置設(shè)置水平位移及沉降監(jiān)測點(diǎn)，為便于圍堰沉降的觀測，將位移觀測點(diǎn)也作為圍堰沉降觀測點(diǎn)，觀測點(diǎn)采用28mm鋼筋焊接在圍堰鋼板樁頂面，鋼筋頂面刻十字絲作為觀測點(diǎn)。施工過程中必須注意對觀測點(diǎn)的保護(hù)，采用全站儀觀測水平位移，精密水準(zhǔn)儀觀測沉降。每次觀測后將鋼板樁在不同深度上點(diǎn)的水平位移及沉降繪制出相應(yīng)變化曲線[1]。2） 觀測頻率圍堰的觀測在基坑正式開挖前就需進(jìn)行，圍堰開挖過程中根據(jù)圍堰變形觀測結(jié)果，及時進(jìn)行水平位移及沉降觀測。尤其需注意在開挖卸載階段，對水平位移及沉降加密觀測。在遇大雨及暴雨后基坑水位上漲等情形時，連續(xù)觀測圍堰變形及穩(wěn)定性。

3.5 內(nèi)支撐安裝

內(nèi)支撐施工采用自上而下的方式設(shè)置，邊開挖基坑邊安裝內(nèi)支撐，經(jīng)計算周邊梁圍檁采用雙拼400 mm×400 mmH型鋼，橫向內(nèi)支撐采用直徑609 mm圓鋼管，在鋼管的一端設(shè)置預(yù)應(yīng)力設(shè)備，“八”字斜撐在圍堰內(nèi)每個角設(shè)置2道400 mm×400 mmH型鋼，圍堰共設(shè)置3道支撐[2]。

3.6 封底砼施工及排水

圍堰封底采用150 cm厚的C20混凝土，封底混凝土上預(yù)留50 cm×50 cm×50 cm的集水坑，在封底砼表面沿鋼板樁圍堰四周鑿出10 cm×15 cm的集水小溝，用排水泵排出圍堰，采用潛水排污泵QW100-100-15-7.5（口徑（100 mm） 、流量（100 m3/h） -揚(yáng)程（15 m） 、配用電機(jī)功率（7.5 kW） ）排水。

4 結(jié)論

該項目6#、7#墩按照以上方案進(jìn)行鋼板樁圍堰施工，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測，鋼板樁整體強(qiáng)度及變形均符合規(guī)范要求，從而為主橋6#、7#墩水中承臺施工創(chuàng)造了良好的施工環(huán)境，也為今后類似橋梁的鋼板樁圍堰施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉波明.深基坑支護(hù)施工技術(shù)探討[J].工程技術(shù)研究，2017（10）：92-93.

[2]孫美亮.建筑工程中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)[J].山西建筑，2017（34）：70-71.