水上承臺鋼板樁圍堰在小欖水道特大橋中的運用

（中鐵八局集團第一工程有限公司，重慶400050）

水上承臺鋼板樁圍堰在小欖水道特大橋中的運用

姚天虹

（中鐵八局集團第一工程有限公司，重慶400050）

鋼板樁在地基軟弱基坑開挖支護時廣泛使用，其具有施工速度快、成本低的特點。該文通過采用自身具備止水措施的FSP-Ⅳ型鋼板樁圍堰在廣東中山市小欖水道特大橋中的運用實例，簡要介紹了鋼板樁圍堰施工的注意事項、插打鋼板樁的要點、鋼板樁圍堰的堵漏、導(dǎo)向架制作、鋼板樁圍堰的拆除等內(nèi)容。

鋼板樁圍堰；插打鋼板樁；雙層圍檁；導(dǎo)向架

1 工程概況

小欖水道特大（公路）橋位于廣東中山市東風(fēng)鎮(zhèn)沙口大橋下游約3.5km處的廣珠城際快速軌道小欖水道特大（鐵路）橋(簡稱輕軌橋)的兩側(cè)，主橋采用（98+220+98）m混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋，與輕軌橋孔布置基本一致，主墩承臺距離廣珠輕軌橋承臺凈距離為2.95m。

主墩承臺位于小欖水道之中，施工常水位為2.5m，河床最低高程-0.5～-3m，主塔承臺尺寸為20.86×14.0m×5.0m，頂標高1.087m，設(shè)計底標高為-3.913m，承臺底設(shè)計為2m厚的C20封底混凝土，封底混凝土底標高為-5.913m，開挖后水深約8.4m。

該橋位主墩區(qū)覆蓋層主要為淤泥質(zhì)粘土，灰黑色，軟塑；土質(zhì)不均一，含粉砂及少量貝殼碎屑和腐植物，切面較平整，全場地分布，厚度12.50～19.70m。土體性能如表1。

表1 土體性能表

2 鋼板樁圍堰在小欖水道特大橋中的運用實例

2.1 承臺施工工藝流程

主墩承臺原計劃采用鋼套箱圍堰進行施工，但經(jīng)前期調(diào)查了解，輕軌承臺距離僅2.95m，輕軌承臺施工時，采用了鋼板樁圍堰，其封底混凝土寬度較承臺寬1.6m，承臺外剩下1.35m可供圍堰的施工空間，采用鋼套箱圍堰厚度較大，不能滿足施工要求，擬采用鋼板樁圍堰進行施工，輕軌承臺與擬建公路橋位置關(guān)系如圖1。

圖1 輕軌橋與公路橋位置關(guān)系圖（單位：mm）

施工工藝流程圖如圖2。

圖2 施工工藝流程圖

2.2 鋼板樁圍堰的形式及施工注意事項

在設(shè)計鋼圍堰時，要符合《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》[1]JTJ076—95要求，同時也借鑒了李學(xué)建[2]、袁博[3]、胡茂剛[4]、畢愛國[5]和羅鵬[6]等人的技術(shù)資料，最后確定如下。

(1)主墩基礎(chǔ)施工采用自身具備止水措施的FSP-Ⅳ型鋼板樁圍堰進行支護施工，圍堰內(nèi)側(cè)根據(jù)計算結(jié)果采用雙層圍檁（I40a工字鋼制作）及支撐進行支護（Φ425×6.5鋼管制作）。

(2)鋼板樁運到工地后，必須對每一塊鋼板樁板進行檢查，做到鎖口可靠，樁身外形不得彎曲（變形量不能超過允許值），對每一塊樁板進行丈量、編號和分類。

（3）在拼組前需進行短樁試拼（對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長2～3m的短樁作通過試驗）。

2.3 插打鋼板樁的要點

（1）插打方法：采用浮吊懸吊震動錘逐片（或組）插打，逐漸糾偏直至合攏，然后視需要進行補打（視鋼板樁所處地質(zhì)情況可采用多次插打，即鋼板樁在插打過程中，如果垂直度控制得好，就可以一次插打到位；如果在插打過程中，樁板垂直度控制較差時，可分為兩次插打，即先將所有的樁打入約一半深度合攏后，再進行第二次插打到要求的深度）。當?shù)鯓镀鹬卦O(shè)備高度不夠時，可改變吊點位置，但吊點位置不低于樁頂以下1/3樁長。為了減少插打時的摩阻力，可以在樁板的鎖口內(nèi)涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油∶瀝青∶干鋸末∶干粘土=2∶2∶2∶1），同時還可以提高鋼板樁圍堰的防滲性能。

（2）插打順序：先插打鋼板樁圍堰上游側(cè)的樁板，然后插打兩側(cè)樁板，最后插打下游側(cè)的樁板，合攏口的位置應(yīng)選擇在靠近棧橋一側(cè)，鋼板樁相鄰接頭應(yīng)上下錯開不小于2m。

（3）鋼板樁插打過程控制：插打時設(shè)置有可靠的導(dǎo)向設(shè)備（導(dǎo)向架），先將全部鋼板樁逐根插打穩(wěn)定，然后依次打到設(shè)計高程。插打的每根樁板必須保證其平面位置和垂直度，以防影響承臺和橋墩位置。當發(fā)現(xiàn)傾斜時，必須立即予以糾正。

（4）鋼板樁在組拼插打時，兩鋼板樁樁板間的縫隙≤3mm，斷面錯位≤2mm，組拼的鋼板樁組上下一致，誤差≤30mm，全部鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴密。

（5）插打樁板時，要保證樁身垂直（鋼板樁的第1組鋼板樁要順導(dǎo)向架插打），每塊樁板的傾斜度要控制在≤5‰，鋼板樁的平面位置誤差≤±15mm。

（6）當鋼板樁不插到河床時，根據(jù)實際情況在懸掛狀態(tài)下進行調(diào)整，制作異形樁板進行組拼，并控制異形鋼板樁的樁板上下寬度之差不超過樁長的2%。

（7）在組拼鋼板樁時要預(yù)先進行配樁編號，在插打樁板時要按插樁順序進行插打，相鄰樁板的拼接接頭上下要錯開≥2m，樁板的拼接接頭不能處在圍堰的同一斷面上。

2.4 鋼板樁圍堰的堵漏

堵漏工作需在圍堰的內(nèi)外兩側(cè)進行。圍堰內(nèi)側(cè)由潛水員用速凝混凝土堵塞，縫隙較小時可采用棉絮塞縫；圍堰外側(cè)粘土和沙袋拋填。

待封堵混凝土達到一定強度后，就可以進行抽水工作，當抽到距底部2～3m時，改用射水管配合吸泥機，把底部泥砂沖成懸浮狀而排出，以達到施工規(guī)范要求。

2.5 搭建水中平臺

鋼圍堰尺寸為24.0m×16.8m，尺寸較大，若采用混凝土拖泵澆筑混凝土，移動導(dǎo)管次數(shù)較多，需大量時間，且東風(fēng)側(cè)主橋承臺位置距岸邊距離較遠導(dǎo)管較長澆筑過程不易控制，故可在施工棧橋的末端搭建水上施工平臺，平臺搭設(shè)寬度為8m，長度為15m，采用Φ42.5×6.5鋼管作為支撐，用工字鋼作為承重梁；小欖側(cè)圍堰距離岸邊近，可直接用42m泵車即可。平臺示意圖如圖3。

圖3 操作平臺示意圖

2.6 導(dǎo)向架制作

鋼板樁插打之前，利用樁基施工時的鋼護筒作為支撐，在鋼護筒上安裝托架，托架采用I20工字鋼焊接而成，并用[30橫向與托架相連作為導(dǎo)向架，具體如圖4。

圖4 導(dǎo)向架示意圖（單位：m）

（1）圍檁水平支撐結(jié)構(gòu)型式：圍堰內(nèi)縱向支撐為Φ425×6鋼管和2I20工字鋼，斜向支撐為2[32和2[20。

（2）圍檁水平支撐安裝：抽水安裝每道水平支撐，按從上到下的順序依次安裝（安裝時每層先安裝托架，然后安裝圍檁，再安裝縱橫撐），每個節(jié)點位置縱橫撐的軸向?qū)有杼貏e注意，各水平支撐的標高相差不能太大（要控制在50cm以內(nèi)）。

（3）圍檁內(nèi)撐安裝：圍檁在進行安裝就位時，縱橫向圍檁應(yīng)盡可能位于同一水平面上，并與鋼板樁點焊連接，出橫梁的安裝標高位置要在豎撐上放出，安裝橫撐時先安裝角撐，后安裝對撐，先放在附著在鋼護筒上的牛腿上，待澆筑封底混凝土后再附著在鋼管支撐上，從一端向另一端安裝，隨圍堰內(nèi)水位的逐漸降低及時合攏焊接。

2.7 鋼板樁圍堰的拆除

鋼板樁拔樁前逐漸向鋼圍堰內(nèi)注水，隨著水位的升高，逐步將圍堰內(nèi)的支撐從下至上逐層拆除。為了使圍堰內(nèi)外水壓平衡，圍堰內(nèi)注水要高出圍堰外的水位（內(nèi)外水位高差一般為1～1.5m），以減小鋼板樁樁板間的擠壓力，盡量使樁板下部與鋼圍堰內(nèi)水下封底部位的混凝土分離（可采用在澆筑封底混凝土位置的鋼板樁樁板處緊貼編織袋或土工布將樁板與封底混凝土隔離，以利拆除樁板）。

拆除鋼板樁時，先在鋼板樁圍堰的下游選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁樁板，略為錘擊振動拔高一點（一般為1～2m），然后依次將其余樁板均向上拔高一部分（一般為1～2m），待全部樁板都松動后，就開始從下游開始分兩側(cè)向上游依次拆除（無法拆除的樁板必要時可采用水下切割進行拆除）。

3 結(jié)語

鋼板樁圍堰施工雖說是一項應(yīng)用比較廣泛的施工方法，但施工失敗的情況屢見不鮮，在使用過程中會遇到各種不同的意外情況。在小欖水道特大橋主墩基礎(chǔ)施工過程中就遇到部分樁板打樁時阻力過大（可能是孤石、土層板結(jié)等情況），一方面采取高壓沖水，振動下沉，另一方面對每一塊樁板認真檢查調(diào)整，打磨鎖口并涂抹油脂等措施以減小貫入阻力；也遇到在樁板進入板結(jié)不均勻土層時，由于樁板內(nèi)外土體阻力不一，出現(xiàn)板樁在插打過程向軟弱方向傾斜.遇到這種傾斜時，必須及時糾偏（可采用手動葫蘆將板樁反向拉住后再進行插打）。

總之，鋼板樁圍堰在廣東中山市小欖水道特大橋主墩基礎(chǔ)施工中取得成功，是施工單位精心組織、嚴格過程控制、及時發(fā)現(xiàn)問題及時采取糾正措施等密不可分，為同類深水基礎(chǔ)施工提供了一個例證，值得在類似工程施工時參考。

[1]中華人民共和國交通部.JTJ076—95公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，1995.

[2]李學(xué)建.望虞河大橋主墩鋼板樁圍堰設(shè)計//.全國城市公路學(xué)會第十九次學(xué)術(shù)年會論文集[C].2010.

[3]袁博.鋼板樁圍堰施工技術(shù)探討//中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專業(yè)委員會2007年學(xué)術(shù)年會暨“生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)工程地質(zhì)”學(xué)術(shù)論壇論文集[C].2007.

[4]胡茂剛.無內(nèi)支撐鋼板樁深水圍堰施工技術(shù)//第二屆全國地下、水下工程技術(shù)交流會論文集[C]2011.

[5]畢愛國.東營黃河公路大橋鋼板樁圍堰施工技術(shù)//濟大學(xué)術(shù)論叢土木工程[C].2005專輯，2005.

[6]羅鵬.大型雙壁鋼圍堰混凝土封底施工工藝[J].廣東建材，2008（9）：141.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

房屋裝修施工經(jīng)驗29條

1、衛(wèi)生間小的話盡量做移門，不要做開門，占地方。

2、吃不準的木工活一定要與工頭多交流，千萬不能讓他們自作主張。

3、錢在手里是硬道理。

4、家里有小孩，玻璃要少用。

5、一定要讓工人好好看圖紙，廚房抽屜很有用。

6、地板木龍骨平整度是5mm。

7、毛地板要鋪成30O或45O，板和板之間留2～3mm，縫要錯開。

8、地板和墻之間要留8～10mm的縫。

9、復(fù)合地板長度超過8m時要考慮伸縮縫。

10、盡量少用中密度板做門套。

11、鉸鏈和五金一定要用好的。

12、浴霸要裝在木龍骨上，不能直接裝在吊頂上。

13、油漆工在進行中、深色乳膠漆施工時盡量不要摻水，否則容易出現(xiàn)色差。

14、石膏板接縫處要上繃帶。

15、墻面有縫隙的地方要上的確涼布比較好。

16、原來墻面有的膩子最好鏟除，或者刷一遍膠水封固。

17、盡量買知名品牌的油漆，裝修公司推薦或工頭推薦的沒名氣的盡量不要用。

18、天氣太潮濕，油漆不要刷。

19、油漆、涂料的打磨要等完全干透后進行。

20、下一道油漆施工必須等前一道油漆干透后進行。

21、金屬面的油漆要做防銹處理。

22、天氣太冷，油漆施工質(zhì)量會差的。

23、門油漆時，要用美紋紙貼住鉸鏈和門鎖。

24、天太熱，要注意通風(fēng)。

25、貼墻紙時，要在墻上刷清油。

26、貼墻紙時，要把開關(guān)、插座的面板卸下來。

27、亮光、絲光的乳膠漆要一次完成，補的容易出現(xiàn)色差。

28、踢腳線安裝好后要用膩子和乳膠漆補一下縫。

29、磨砂玻璃要用報紙保護好。

（來源：室內(nèi)設(shè)計師之路）

Application of Steel Sheet Pile Cofferdam as Water Bearing Sheet in Xiaolan Extra Large Bridge

Steel sheet pile is widely applied in excavation and support of foundation pit with weak foundation for its rapid construction speed and low cost.Based on the application of ESP-Ⅳsteel sheet pile cofferdam with water-proof measures in a large bridge in Zhongshan,Guangdong province, many aspects are introduced briefly,such as the tips of steel sheet pile cofferdam,the key points of steel sheet pile insertion,the leaking stoppage of the cofferdam,the fabrication of guide frame and the demolition of the cofferdam.

steel sheet pile cofferdam;steel sheet pile insertion;double-layered purlin;guide frame

B

1671-9107（2014）07-0035-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.07.035

2013-12-31

姚天虹（1964-），男，浙江海寧人，本科，高級工程師，主要從事道路與橋梁施工管理。