拉森鋼板樁圍堰在橋梁深水基礎施工中的應用

楊小強

（江蘇省交通工程集團有限公司,江蘇 鎮江 212000）

1 工程概況

承德路大橋主橋上部結構為（75+130+75）m三跨預應力混凝土變截面連續箱梁，主墩采用2個獨立實體式墻式墩身，主墩承臺采用整體式承臺，基礎采用24根鉆孔灌注樁基礎。承臺厚度為3.0m，平面尺寸為30.05×9.6m。

2 鋼板樁圍堰的設計

（1）圍堰平面尺寸。承臺尺寸為30.05×9.6m，考慮承臺模板厚度、鋼板樁偏位及保證立模人員的操作空間，板樁距承臺邊緣一般為1m，以及以鋼板樁寬度為模數，鋼板樁圍堰內平面尺寸為33.2m×12.8m。（2）圍囹的設置。承臺邊臨近大運河，經現場測量，現測鋼板樁處水面水位△9.459，水面距離河床底高度（水深）為0.712m，最高通航水位△10.63，設計采用一層圍囹進行基坑內支護，圍囹設在△11.43。（3）支撐的設置。支撐是減少圍囹內力，抵抗圍堰外部荷載的主要構造，分為直撐和斜撐。斜撐選用雙拼40Ib型鋼。直撐選用 63cm的鋼管，布設4道。

圍堰立面圖

3 圍堰結構計算

（1）土層力學特性。根據土工試驗選取計算參數如下:飽和土密度r=19.9 KN/m3;內摩擦角θ=19.00;內聚力c=79KPa.（2）鋼板樁圍堰結構計算。挖土至11.43m高程，安裝好第一層圍堰，繼續挖土、抽水至7.33高程，施工承臺。鋼板樁下端作為彈性嵌固支撐的板樁墻進行計算，即按照一端彈性嵌固，一端簡支的梁來進行計算。

計算簡圖

等值梁法簡化計算簡圖

經計算選用12m拉森Ⅳ型鋼板樁滿足要求

（3）抗管涌安全驗算。根據地質報告，土質為粘土，無透水性，但為了安全，故驗算抗管涌系數。

土浮重度=19.9-10=9.9KN/m3，K=2，h=9.659-7.33=2.329m（施工時，常水位為9.459m，考慮船行過后涌浪高20cm，計算水位取9.659m偏安全），承臺底標高7.33m，Rw=10KN/m3

由公式 kt=（Rw/r）hw×1/2

t=（2×2.329×10-9.9×2.329）/（2×10）=1.2m ＜ [t]=4.9m

不會發生管涌現象

（4）基坑底部隆起驗算。采用干封法進行封底，粘土層的力學指標如下

土的飽和重度r=19.9KN/m3，土的內粘聚力C=79KPa，粘土層均布荷載q=19.9KN/m2

由公式K=2πC/(q+rh)得

K=2×3.14×79/[19.9+19.9×(10.83-7.33)]=3.95＞1.2滿足要求

4 施工要點

（1）鋼板樁插打與合攏。鋼板樁采用逐塊、逐組插打，最后在角樁處合攏的辦法比較實用。起吊設備簡單，工效高。插打前先利用鉆孔平臺制作導向架，分上下兩層，垂直誤差控制在1%以內。鋼板樁緊貼導向架插打，水流較快時，應自上游向下游插打。（2）圍囹制作安裝。拆除導向裝置，圍堰內向下抽水至第一層圍囹標高，在鋼板樁上焊接牛腿，安裝圈梁及圍堰內桿件支撐，最后用吸泥機吸除圍堰內土體至封底混凝土底面標高。（3）鋼板樁圍堰內封底混凝土的作用有。圍堰內抽水后，作為鋼板樁的支撐結構；抽水后承受水對圍堰內底板的上鼓力；為承臺施工提供一個理想的作業環境。為保證封底混凝土滿足上述功能要求，基坑內除土完畢，須檢查坑底各處標高均不得大于設計要求的基坑底標高，同時應保證各處封底混凝土的厚度均不小于設計值。（4）嚴格控制鋼板樁圍堰外側的施工荷載，防止施工過程出現超過設計所取的施工荷載對圍堰產生破壞。（5） 圍囹拆除。圍囹拆除與安裝順序相反，先回水至標高，割除中間直撐，再割除斜撐，最后拆除圍囹。

5 結束語

采用拉森鋼板樁制作圍堰，施工方法簡單，安全性能高，材料可以周轉使用、費用低，適用于多種工程土質，且施工期短。在橋梁深水基礎施工中可以作為優先選用方案。

[1]周水興,何兆益等編著.路橋施工計算手冊[M].人民交通出版社，2003.

[2]徐烈炫,王斌耀編著.工程力學[M].同濟大學出版社，2008.