橋梁深水區(qū)域拉森鋼板樁圍堰技術應用

晏文蘭

（宜春通達路橋建設有限公司，江西 宜春 336000）

0 引言

在橋梁工程施工中，拉森鋼板樁圍堰技術的應用主要是通過選用合適的鋼板樁材料和結(jié)構(gòu)，將鋼板樁沿施工線路連續(xù)插入土層，形成一道密封的圍堰，將施工區(qū)域與水體隔離開來。拉森鋼板樁圍堰具有剛度大、密封性好、施工快速等優(yōu)點，能夠有效抵抗水壓和土壓，保證施工現(xiàn)場的安全性與穩(wěn)定性。在施工過程中，可以配合使用浮筒、泵排、抽水等設備，調(diào)控水位和土方支護，提供良好的施工環(huán)境。為更好地發(fā)揮拉森鋼板樁圍堰技術在深水區(qū)域橋梁施工中的應用效果，文章對該技術的應用要點進行分析。

1 拉森鋼板樁圍堰技術概述

拉森鋼板樁圍堰技術是一種常用的地基支護和圍護技術，用于橋梁施工中，可提供臨時或永久的水平和垂直支撐，保證工作區(qū)域的穩(wěn)定性和安全性。

拉森鋼板樁是一種具有特殊幾何形狀的IV 型或Z 型鋼板，其截面形狀和尺寸需根據(jù)工程的具體需求而定，長度和尺寸可靈活設置，這些鋼板樁以高強度的鋼材制成，具有良好的抗彎、抗剪和剛度特性，能夠承受較大的水平和垂直荷載，且適用于不同工程需求和地質(zhì)條件[1]。此外，拉森鋼板樁圍堰技術具有快速施工的特點，能夠大幅縮短工期，提高施工效率。

拉森鋼板樁圍堰技術的施工過程如下：在施工現(xiàn)場根據(jù)設計要求挖掘出一條連續(xù)的溝槽，將拉森鋼板樁依次咬合連接，沿溝槽長度安裝，形成一道連續(xù)的圍堰結(jié)構(gòu)。鋼板樁之間的連接采用槽口和擋板形式，實現(xiàn)邊緣間的咬合，形成一個密封的結(jié)構(gòu)，有效阻止土體和水的滲透。

2 拉森鋼板樁圍堰總體施工工藝

2.1 工程概況

某特大型橋梁在原有橋梁上游30m 的位置增建左線二線橋。根據(jù)施工需要，整個橋梁兩側(cè)分別設計在R-2800m 的緩和曲線上，其他設計在直線平坡上，直線段采取與原橋梁平行設置的方式。根據(jù)施工需要，橋梁直線段在施工中沿航跡線方向進行孔位設置，采用對稱設計方式，上部采用預應力混凝土連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)形式。該項目總長度為985m，13#、14#橋墩應用的是筑島圍堰形式，承臺選用鋼筋混凝土沉井圍堰施工方式。

2.2 測量定位

經(jīng)過現(xiàn)場測量定位后即可進行定位樁插打施工。根據(jù)各項測量數(shù)據(jù)，對鋼板樁圍堰各個邊角位置進行定位，結(jié)合定位結(jié)構(gòu)安裝牛腿結(jié)構(gòu)，布置圍堰導向框，以滿足結(jié)構(gòu)施工標準。

2.3 施工準備

在圍堰結(jié)構(gòu)施工中，應用拉森IV 型鋼板樁結(jié)構(gòu)開展施工作業(yè)，組裝前進行分類編號與登記，為后續(xù)施工作業(yè)奠定基礎。同時，現(xiàn)場施工后檢查各個結(jié)構(gòu)部件的鎖口、樁身完整性，加強寬度及扭曲程度控制，避免影響施工的順利開展。

2.4 導框制作

在鋼板樁施工前，通常采用型鋼制作導框結(jié)構(gòu)，并進行輔助打樁施工，以滿足現(xiàn)場作業(yè)要求。導框的作用是在施工過程中提供樁身定位和支撐，并確保鋼板樁準確安裝。需要根據(jù)現(xiàn)場情況確定導框的施工方式，一般設置一層導框的結(jié)構(gòu)，在某些特殊位置可能需要設置兩層導框。導框的尺寸、數(shù)量、深度及樁長等參數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場情況來確定。在導框布置環(huán)節(jié)，一般采用從內(nèi)到外兩層布置的方式。導框的寬度應比板樁墻的結(jié)構(gòu)寬度大5～8cm，為后續(xù)打樁施工提供基礎支撐。使用導框結(jié)構(gòu)可以確保鋼板樁施工更加精確和穩(wěn)定，保證施工質(zhì)量和效率，同時確保樁身的垂直度和穩(wěn)定性符合要求[2]。

2.5 打樁

在打樁施工環(huán)節(jié)，按照設計方案和技術標準及時糾正偏差，調(diào)整合攏段，以達到結(jié)構(gòu)施工標準。導框設置結(jié)束后，及時拆除影響打樁施工的導框結(jié)構(gòu)，并在上部涂抹紅漆進行標記。打樁前的1h 左右及時將鋼板樁鎖口清理干凈，通過空壓機吹凈水分，再涂抹一層防水膠，以達到連接效果。一般在第一根鋼板樁插打環(huán)節(jié)，兩側(cè)鎖口應用木楔進行封閉處理，防止泥漿、砂礫等進入鎖口影響施工效果。在插打施工中，應注意如下事項：

第一，為了提高施工速度并避免誤差，應注意采用不同的方法進行施工，可以考慮在前半部分采用插打方式，在后半部分采用插樁方法。此外，應在合龍?zhí)幚硗瓿珊笤俅芜M行插打作業(yè)，以確保整個施工過程順利進行。

第二，如果現(xiàn)場施工中樁身長度較小且現(xiàn)場存在工作平臺，為提高施工速度，需應用履帶吊裝機進行插打作業(yè)。

第三，單向河流內(nèi)，通常要從導框上游開始進行插打作業(yè)，兩側(cè)對稱施工，逐一向下游結(jié)構(gòu)施工，逐步進行合龍?zhí)幚?。在施工過程中應盡量保證兩側(cè)打樁的數(shù)量相同，如果因某些因素影響數(shù)量無法一致，其差額應不超過8 根。

第四，加強垂直度控制，特別是第一塊樁，插打環(huán)節(jié)必須保證垂直度合格。為此，需要結(jié)合施工要求加強現(xiàn)場管理，并合理利用導框，保證打樁效果。

2.6 合龍

鋼板樁插打工作結(jié)束前，應對合攏段開展測量和檢測，確保精確性達標。通常在插打環(huán)節(jié)剩余6～10塊鋼板樁時開始進行測量。

測量完成后，如果剩余樁寬度與合攏段的剩余寬度相同，且兩側(cè)鎖口保持平行，注意將剩余的板樁打入內(nèi)部，如果鎖口不平行，且差距較大，應采取必要的調(diào)整措施。若鋼板樁上部存在傾斜，可通過倒鏈張拉或千斤頂頂進方式對其進行恢復。由于水流或者其他因素造成的合龍難度加大，可在現(xiàn)場使用楔形板樁輔助合龍作業(yè)，其間應保證楔形板樁傾斜度不超過2%[3]。

2.7 圍堰排水封漏和內(nèi)支撐安裝

圍堰合龍工作結(jié)束后，同時進行排水、內(nèi)支撐設置等工作。為使現(xiàn)場施工更加快速、穩(wěn)定、便捷，抽排水作業(yè)前需要完成第一道支撐施工。在內(nèi)導梁施工過程中，設置第一道圍檁結(jié)構(gòu)時，應確保水平和斜向支撐安裝完成，然后進行排水處理。另外，可以在內(nèi)導梁拆除后焊接牛腿。為確?，F(xiàn)場作業(yè)順利完成，在各結(jié)構(gòu)部位的支撐及圍檁施工中，應提前將鋼絲繩懸掛在圍堰內(nèi)，排水至設置支撐標高以下50cm 時，應及時進行支撐結(jié)構(gòu)安裝。圍檁和內(nèi)側(cè)板以焊接方式連接，加強縫隙部位控制，保證結(jié)構(gòu)安裝精度合格，組合形成整體結(jié)構(gòu)，應嚴格按照工藝標準進行施工，避免產(chǎn)生質(zhì)量缺陷[4]。

在抽排水階段，應采用大功率設備，保證抽排效果合格，使內(nèi)外水位差保持在合理范圍內(nèi)，并進行封閉處理，以免因為滲漏影響施工效果。在現(xiàn)場施工中，若出現(xiàn)板樁施工不合格或結(jié)構(gòu)嚴重損壞導致滲漏問題，需要及時采用級配性能合格的黃砂進行封堵處理，以達到密封效果。在深度較大的滲水位置，可將黃砂裝入袋子，并放置在滲漏位置，以達到封堵效果。在流水沖擊、振動等作用下，黃砂易發(fā)生脫落情況，因此應在周圍使用袋子進行穩(wěn)定處理，以免出現(xiàn)封堵不合格的情況。

圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)抽水工作結(jié)束后，不可再進行圍檁、支撐結(jié)構(gòu)部件的焊接或切割處理，否則會導致結(jié)構(gòu)性能不合格，產(chǎn)生安全隱患。在現(xiàn)場施工中，除了特殊情況，不可擾動原支撐結(jié)構(gòu)。如果不得不進行拆除或更換處理，需要組織專人進入現(xiàn)場進行全面檢查，符合拆除或更換要求后才能進行相應處理。

2.8 基槽開挖

將圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水、淤泥全部抽排干凈之后，開始進行鉆孔施工作業(yè)，采用循環(huán)鉆孔作業(yè)方式。在鉆孔作業(yè)中，泥漿泵起重要作用，通常選擇22kW 的立式泥漿泵。

其一，將泥漿泵安裝到圍堰中間的位置，使用射水設備輔助清理泥漿，避免給現(xiàn)場施工造成不利影響?？紤]到現(xiàn)場的具體情況，采取多種形式開展基槽結(jié)構(gòu)開挖施工，如采用起重機、吊斗結(jié)合人工操作的方式。

其二，使用高壓射水，形成稀泥土的狀態(tài)，但不能沖刷板樁底部，否則會造成結(jié)構(gòu)松動、損壞等問題[5]。

2.9 封底澆筑

在封底澆筑施工中，應采用C20 或C25 混凝土材料，厚度在50～80cm。進行封底澆筑施工前，需要使用紅色油漆標記板樁墻與鉆孔樁位置，使標高符合設計要求，且在承臺上游周邊開挖集水坑，插入泥漿泵完成現(xiàn)場抽排處理。在現(xiàn)場澆筑環(huán)節(jié)，利用溜槽直接傾卸材料，并一次澆筑完成整個結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)場澆筑完成后，應采用平板振搗器、插入振搗器等工具進行振搗處理，以確保結(jié)構(gòu)達到密實度標準。由于通常設計要求樁頂要伸入承臺內(nèi)5cm，因此應提前對承臺高程部位進行標記處理，確保實際施工時承臺底標高比樁頂標高低5cm。

在封底混凝土達到終凝狀態(tài)，且混凝土的強度達到設計標準要求的80%以上，方可按照設計方案拆除支撐結(jié)構(gòu)。若混凝土結(jié)構(gòu)的強度未達標，不可拆除支撐結(jié)構(gòu)，應立即采取相應措施進行處理。

3 圍堰鋼板樁拆除

在實際施工中，承臺與水下墩身澆筑至水面并達到設計規(guī)定的強度后，一般先進行水面上一階段模板的安裝施工和固定處理，然后進行圍堰樁拆除。拆除圍堰樁時，需要對施工影響因素進行綜合分析，包括鎖口阻力、土體阻力等。在圍堰樁環(huán)節(jié)，需要根據(jù)實際情況選擇振動拔樁或靜力拔樁方式。

第一，振動拔樁，通過樁板和機械的共同振動作用，使接觸部位松動，減小阻力而拔出。

第二，靜力拔樁，應用液壓千斤頂或卷揚機將支撐部件拆除，并使用原木取代原有支撐結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)的支撐效果，承臺拆除則按照從低到高的順序完成。

為確保拆除后的結(jié)構(gòu)保持適當?shù)膲毫?，拆除圍堰時需要按照一定的步驟進行操作。在進行支撐部件的拆除前，要確保改變結(jié)構(gòu)的圍檁與支撐件已經(jīng)完成。隨后，可以開始進行內(nèi)部的注水處理，直至下一拆除支撐層下部50cm 位置。在這個階段，需要暫停注水，并開始拆除支撐部件。逐層遞進地進行，按照這個方式處理每一層的支撐結(jié)構(gòu)，直至全部拆除工作完成。

4 拉森鋼板樁圍堰技術施工注意事項

進行拉森鋼板樁圍堰技術施工時，需注意以下事項：

首先，施工前需要詳細了解工程設計要求和施工方案，確保準確進行拉森鋼板樁的選擇、安裝和連接等。

其次，對現(xiàn)場地質(zhì)條件進行充分勘測和分析，確保鋼板樁類型和規(guī)格選擇準確，并合理確定樁體埋入深度。在施工過程中，需要注意鋼板樁的咬合連接，確保連接牢固，密封性好，以防止土體和水的滲透。

再次，需對鋼板樁的安裝位置、垂直度和水平度進行嚴格控制，保證圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和平整度。挖掘溝槽和安裝鋼板樁時，應注意施工現(xiàn)場的排水情況，確保施工區(qū)域內(nèi)的水位保持在可控范圍內(nèi)。施工過程中應加強現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量控制，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中的問題，確保拉森鋼板樁圍堰的質(zhì)量和安全。

最后，施工完成后，需對圍堰結(jié)構(gòu)進行檢查和維護，及時處理存在的問題，確保圍堰的穩(wěn)定性和使用效果。

5 結(jié)語

總之，拉森鋼板樁圍堰技術在深水區(qū)域橋梁施工中的應用有顯著優(yōu)勢，能夠克服深水區(qū)域施工中水位高、水流湍急及地質(zhì)條件復雜等困難，為橋梁工程提供安全、穩(wěn)定的施工條件。通過合理選擇和布置鋼板樁，合理調(diào)控水位和土方支護，可以有效防止水體侵入施工區(qū)域，保證施工現(xiàn)場的安全性和施工的順利推進。為更好地發(fā)揮該技術的作用，需加強技術分析、優(yōu)化圍堰與橋梁結(jié)構(gòu)的協(xié)同設計等，以進一步提高該技術的適應性和可靠性。