鋼板樁圍堰技術(shù)在橋梁施工中的應用

劉理漢

(1.廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001；2.南寧市筑路技術(shù)與筑路材料工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530001)

0 引言

鋼板樁圍堰技術(shù)應用于橋梁工程中，具備范圍廣和作用效果明顯的優(yōu)勢，對于水下封底、施打、選材等質(zhì)量的控制起到促進的效果。因此，為保證技術(shù)得以準確應用，應當就其準備工作、具體施工環(huán)節(jié)以及后續(xù)養(yǎng)護等設定對應的技術(shù)管控方案，并充分考量在雨季等自然環(huán)境中的不良因素，保證相關(guān)措施能準確適用于具體工程施工當中，為鋼板樁圍堰技術(shù)的應用創(chuàng)設良好的自然環(huán)境和外部空間。

1 鋼板樁圍堰技術(shù)的簡述

作為一種能夠利用其形態(tài)特征差異性構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)類型的帶鎖口的型鋼結(jié)構(gòu)，鋼板樁能夠作用于各類橋梁的建設過程，具備穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性，并且由于其由型鋼組成，因此具備良好的防水性能，對于提升橋梁建設的質(zhì)量能起到積極的促進作用。就目前廣泛應用的鋼板樁圍堰技術(shù)來看，由于截面的不同，可分為槽形和直板形兩種結(jié)構(gòu)類型，并將拉克萬納式和拉爾森型(如圖1所示)作用至具體的橋梁工程中，發(fā)揮出應有的提升橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固特性的功能。鋼板樁可按照設計的要求以及運行的需求自行組合，使得在橋梁穩(wěn)定性保障方面有突出優(yōu)勢?，F(xiàn)階段應用較為廣泛的是沉井式圍堰，其擁有單壁封閉型的結(jié)構(gòu)特征，利用縱橫支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)建圍堰內(nèi)部，可形成圍籠，使操作過程更為快捷。應用鋼板樁圍堰的過程中要確定航道和水域條件，使其所作用的高度超過最高水位的0.5 m，保證形成圓形結(jié)構(gòu)，從而確保應用的高效性。

圖1 拉爾森型鋼板樁結(jié)構(gòu)示意圖(mm)

2 鋼板樁圍堰技術(shù)在橋梁施工中的應用

2.1 施工流程

就鋼板樁圍堰施工流程而言，要確保所設定的流程滿足水下施工的具體要求，理順整體施工步驟。首先需要建設施工鋼棧橋平臺，保證在平臺上能夠準確完成鋼板樁和鉆孔樁的設置工作，在以上操作完畢后澆筑水下混凝土結(jié)構(gòu)，并將周圍的水抽出，使裝配模板應用于施工過程，保證澆筑的應用質(zhì)量與效果。結(jié)合該區(qū)域內(nèi)的水下環(huán)境以及地質(zhì)條件特點，選用鋼板樁圍堰的結(jié)構(gòu)模式[1]。

2.2 結(jié)構(gòu)設計階段

結(jié)構(gòu)設計的過程中，要根據(jù)鋼板樁的材質(zhì)、單根長度、平面面積等給出具體的方案，結(jié)合不同工程的相關(guān)要求，選擇對應的材質(zhì)、長度、面積等。設置兩道支撐結(jié)構(gòu)為內(nèi)側(cè)提供支持，使內(nèi)部樁體的穩(wěn)定性得以提升，并確定混凝土封底圍堰的厚度，將其控制在符合標準的范圍內(nèi)[2]。

2.3 施工準備階段

做好施工準備，是提升鋼板樁圍堰作用效果的必要條件，因此要檢查好振動錘和鋼板樁結(jié)構(gòu)。結(jié)合具體的工程情況，選用合同規(guī)定的振動錘型號和履帶吊車參數(shù)輔助施工過程，例如選擇DC-60Y型和50 t的吊車完成輔助作業(yè)。在施工準備過程中還應當符合質(zhì)量以及效率的預期標準和要求，管控振動錘等多種部件在使用過程中應切實符合各項指標以及性能標準的相關(guān)要求[3]。由于在打樁的環(huán)節(jié)，鋼板樁下部遭受到擠壓作用，擠壓力較大，會出現(xiàn)鎖口縫隙增大的情況，容易造成上側(cè)部位的傾斜。因此在具體施工作業(yè)前，需要準備三片鋼板樁以及能夠檢測垂直度的儀器，確定其垂直度誤差管控在0.5%的范圍內(nèi)，從而在具體施工中能提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固程度。設定監(jiān)管機制，要求施工隊伍或單位嚴格按照工藝標準完成項目建設，并將尺寸偏差的標準落實到具體施工作業(yè)中，從而滿足預期目標的設定。

2.4 安裝內(nèi)側(cè)橫撐階段

部分施工作業(yè)在最終竣工驗收過程中發(fā)現(xiàn)合龍施工效果出現(xiàn)偏差，造成此結(jié)果的原因是并未履行先支撐后降水的原則，在內(nèi)部有積水的情況下便開展合龍施工。因此，為保證施工質(zhì)量的提升，需要先做好內(nèi)側(cè)橫撐安裝工作，在確保內(nèi)部無積水的前提下，完成以上作業(yè)，設置符合設計內(nèi)容的支撐結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)水壓下降和結(jié)構(gòu)變形的問題。確定好高出水位的部分，設置內(nèi)側(cè)橫撐的具體位置，選用合乎支撐圍堰規(guī)則的鋼管作用于具體結(jié)構(gòu)設置施工當中，保證圍堰部位與高出水位部分的指標維持在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)[4]。

2.5 混凝土封底階段

封底前要進行深水清基的作業(yè)。開展控制深水清基工作過程中要重視在轉(zhuǎn)角處設定定型角樁，若在此空間內(nèi)不具備設置的條件，應當確定實際尺寸，利用焊接兩根鋼板樁的方式完成整體結(jié)構(gòu)的設定，并開展施打工作，完成角樁處合龍作業(yè)。由于在橋梁建設施工過程中，可能其圍堰施工的空間相對較為窄小，河床多為泥沙組織[5]，因此要考慮到實際地質(zhì)情況，選用泵吸反循環(huán)的工藝，運用泥漿船的輔助作用，將吸入的泥沙轉(zhuǎn)移到其他位置，不能直接排入水道中。在吸泥過程中確定開挖深度，利用側(cè)錘，保證在開展混凝土封底的過程中以及承臺標高等作業(yè)中充分符合設計圖紙的數(shù)據(jù)要求。有些深水清基部位，其泥沙呈現(xiàn)出流塑狀的特點，可選用挖機設備。對于粉質(zhì)黏土來講，僅通過析出的方法無法達到施工要求，應當配備高壓水槍，利用噴水的方式完成攪拌土體和沖刷土體的作業(yè)，從而使得粉質(zhì)黏土轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉軤钅酀{，使其便于被吸入。

橋梁工程中對鋼板樁進行封底處理是直接影響總體質(zhì)量的要素，因此在完成打擊作業(yè)后，需就鋼板樁封底處理過程予以充分的重視，設定好對應的封底流程，確定橋梁高度以及尺寸，精準檢測其對應的參數(shù)，提升局部清理清潔度，維持橋梁表層結(jié)構(gòu)的潔凈程度。而在清理作業(yè)完畢后，檢測基底結(jié)構(gòu)，對應具體的結(jié)構(gòu)標準和相關(guān)要求，在得出合格的結(jié)論后，才可進入到封底施工的階段。在具體封底過程中要確定好施工要求，并準確落實于具體建設環(huán)節(jié)?；炷练獾走^程需要使材料配備完備并提升灌注施工的重視程度，確定好施工圖紙中所對應的各類部件以及材料規(guī)格和參數(shù)，使灌注中的導管能夠發(fā)揮其作用。為保證封底施工的精準程度，要確定好各個結(jié)構(gòu)及其外部條件的基本特征，形成尺寸報告，引入大數(shù)據(jù)計算等多樣化的新型處理技術(shù)，避免出現(xiàn)偏差過大的情況。同時選擇相對較為精準的測量儀器設備，在符合相關(guān)要求的前提下，就所使用的材料以及具體尺寸給出相應的測量結(jié)果。聯(lián)系材料供應商，簽訂穩(wěn)定輸送材料的合同，避免出現(xiàn)在封底施工中斷料的問題。施工管理人員準確落實人員以及設備配置的相關(guān)政策，采用科學的辦法，完成澆筑工作，確保理順澆筑順序，維持轉(zhuǎn)換狀態(tài)[6]。相關(guān)人員應當使混凝土封底工作在氣候以及外部狀態(tài)較為符合其作業(yè)要求的情況下開展，控制坍落度，對在施工中沒能達標的具體結(jié)構(gòu)加以處理，從而切實滿足工程要求以及質(zhì)量監(jiān)管的標準。

2.6 圍堰檢測過程

在圍堰檢測過程中，需要就承臺結(jié)構(gòu)設置的完備性以及周圍情況等予以動態(tài)化監(jiān)管。若存在問題，需要專職安全人員借助相應的設備實現(xiàn)提升安全等級的目標，并就其中需要整改的部分設定對應的施工方案。

2.7 鋼板樁拔除過程

拔除樁體的工作要在墩身施工作業(yè)完畢以后開展，選用可行的施工辦法，例如振動法等作用于土質(zhì)松軟的條件下，對于拔除效率的提升起到積極作用。具體操作方式如下：拆除內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)后，采用自上而下的原則對原有結(jié)構(gòu)進行拆除，在保證上部支撐結(jié)構(gòu)得以準確拆除完畢后，才可進入到下部拆除的作業(yè)[7]。具體操作環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)拔除較為困難的情況，因此，要提高振動力，加強適當?shù)恼駝有Ч?，從而保證拆除的完整性。而在鋼板樁拔除作業(yè)結(jié)束以后，涂抹油脂，使得墩身外側(cè)能夠有效養(yǎng)護，防止開裂。由此可見，在鋼板樁拔除的過程中，要與實際安裝過程所采用的方向和次序相反，多次錘打后降低黏土的附著力，并在整個過程中設定專門人員清除所產(chǎn)生的雜質(zhì)，從而保證整個施工環(huán)境的潔凈。

3 鋼板樁圍堰技術(shù)在橋梁施工中的應用問題及解決方案

3.1 傾斜

傾斜現(xiàn)象是鋼板樁圍堰基礎應用中插打作業(yè)過程中常見的普遍性問題。整體樁基易發(fā)生傾斜的情況，這與自身扭曲相關(guān)，而整個導向裝置處在異常工作的環(huán)境下，也容易帶來鋼板樁變形的問題。而解決和處理傾斜問題的方法是需要選用較為合理的鋼板樁結(jié)構(gòu)，提升其基本質(zhì)量，對接相關(guān)標準，選用適合的鋼板樁。在整個施工過程，若發(fā)現(xiàn)鋼板樁存有輕微變形的狀況，需要采取整治措施，將各項指標調(diào)整到設計要求后，才可投入到施工現(xiàn)場中，并做好鋼板樁鎖口的清潔工作。監(jiān)理人員應當考察鎖口部位是否存有雜物以及缺陷等，結(jié)合具體的監(jiān)管報告內(nèi)容，設定修正辦法。由此可見，監(jiān)管工作對于鋼板樁傾斜問題的控制起著重要作用，可保證科學矯正手段準確應用于傾斜現(xiàn)象的處理過程。除了以上方式外，還要降低鎖扣摩阻力，完善插打前的準備工作，涂抹潤滑油。若發(fā)現(xiàn)鎖口出現(xiàn)不適配的情況，需要在下部設置鐵器，從而保證下沉效果，防止出現(xiàn)泥沙堵塞的問題。在具體的運輸過程中很容易出現(xiàn)碰撞的情況，因此要按照實際情況設置運輸作業(yè)流程。結(jié)合實際條件靈活調(diào)節(jié)導向裝置，使其能夠在垂直方向上與板樁有力銜接，采用限位的辦法，并輔助焊接的方式穩(wěn)定鎖口限位，防止振幅過大，出現(xiàn)掉落等問題。

3.2 無法合龍

合龍問題直接關(guān)系鋼板樁圍堰施工的質(zhì)量，因此要就合龍問題予以分析，并提出無法合龍問題的解決方案。

(1)要確定好插打的順序，按照由兩側(cè)向中間推進的辦法完善合龍作業(yè)，從而有效作用于后續(xù)插打環(huán)節(jié)中，靈活調(diào)節(jié)合龍的效果與狀態(tài)。

(2)動態(tài)監(jiān)管鋼板樁實際情況，如果在施工過程中出現(xiàn)向合龍口傾斜的情況，需要在上端位置輔以千斤頂作業(yè)使其張拉，從而保證其始終處于垂直的狀態(tài)下。

(3)若在即將合龍的作業(yè)中出現(xiàn)問題，應當管控樁底與河床之間的位置關(guān)系，采用懸掛作業(yè)的辦法，并配以潛水員等作業(yè)，調(diào)整深入到河水中的部分。

3.3 漏水

造成漏水問題的原因是現(xiàn)場船只碰撞和板樁插打不到位，因此出現(xiàn)鎖口處漏水的情況，使得鎖口變形。為解決這一問題需要在樁外側(cè)撒入一定量的煤渣，即便是沉降至漏水處，也會起到堵塞的作用，從而避免出現(xiàn)圍堰漏水的問題。

3.4 管涌

造成管涌現(xiàn)象發(fā)生的原因是水壓差，解決這一問題的辦法是在飽和土中置入鋼板樁。應重點關(guān)注粉砂土環(huán)境，由于這種環(huán)境下極易出現(xiàn)管涌問題，因此要全面掌控施工現(xiàn)場的土質(zhì)特點以及地質(zhì)條件特征，準確計算板樁入土的最終深度，將其管控在可抑制管涌問題發(fā)生的條件下。除了以上操作外，還要提升封底混凝土施工的效率和效能，防止出現(xiàn)混凝土夾層的情況，而這種情況也容易導致管涌。

3.5 隆起

隆起現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是：在大量地下水的作用下，使得軟弱土層無法承受。柱結(jié)構(gòu)和基坑地面上的其他結(jié)構(gòu)造成重力過大，最終所形成的結(jié)構(gòu)壓力大于基坑地面的最大承受能力，地基的平衡狀態(tài)被打破，造成隆起的問題。因此，要準確計算出基坑地面以及地基所具備的承載能力，可采取提升地基強度，加固地基間結(jié)構(gòu)的辦法，使得隆起現(xiàn)象得以管控。

4 確保鋼板樁圍堰技術(shù)應用質(zhì)量的辦法

為切實履行安全作業(yè)以及質(zhì)量穩(wěn)定提升的原則，應當對質(zhì)量控制及其提升方案予以細化。在質(zhì)量管控過程中，部分人員對安全養(yǎng)護作業(yè)內(nèi)容重視程度不高，因此要提升其對于安全問題的重視程度，確定施工以及操作人員具備專業(yè)知識和安全技術(shù)水平后方可允許其進入施工現(xiàn)場。同時構(gòu)建安全管理辦法，嚴格檢查鋼板樁材料。而對于水下作業(yè)的操作人員要嚴格設定防護措施以及相關(guān)標準，進入現(xiàn)場后需佩戴救生衣、安全帽、安全帶等多種安全措施。在操作平臺周圍設置防護欄桿、專用爬梯，可用于人員上下作業(yè)的連接。在相關(guān)內(nèi)容的指導下，不僅要避免意外發(fā)生，還要按照國家相應標準對施工過程中的具體環(huán)節(jié)加以完善，如夜間施工需具有足夠的照明設備等，由此提高質(zhì)量管控的效能。

5 結(jié)語

綜上所述，在橋梁施工中應用鋼板樁圍堰技術(shù)能夠有效提升其質(zhì)量并控制成本，因此，在實際應用過程中要就其應用流程特點及其所適用的環(huán)境加以深化應用，從而保證此項技術(shù)可穩(wěn)定落實。