鋼板樁圍堰技術在深水橋梁施工中的應用

■張國球

（三明市高速公路建設指揮部，三明　365007）

鋼板樁圍堰技術在深水橋梁施工中的應用

■張國球

（三明市高速公路建設指揮部，三明365007）

鋼板樁圍堰方案在一些水深及地質較軟的地基施工中具有獨特的優勢，筆者根據工程實例來說明了鋼板樁圍堰深水橋梁施工中的應用的技術措施及施工要點，以供同類工程施工參考。

深水基礎鋼板樁圍堰施工要點

0　引言

鋼板樁圍堰方法是橋梁深水基礎施工方法之一，由于其施工速度快，成本低，安全性較高等優點，各大橋梁施工中得到了廣泛的應用，鋼板樁圍堰的主要形式有矩形，多邊形及圓形等。

1　工程概況

福建三明市荊東互通主線橋8#墩位于沙溪河中，百年一遇水流速1.94m/s，設計水位139.83m，最高通航水位136.6m，最低通航水位132.5m，施工期間常水位約為133.5m，河面水位在端午節前后，10年一遇水位上漲1.3m左右。8#墩水深約7.5米，承臺底標高均為126.2m，左右幅均采用8根Φ2.2m鉆孔樁布置成三排（3+ 2+3），承臺設計為圓矩形，尺寸為14.7m×13.3m×4.5m，墩身采用箱式墩。8#墩原河床線以下10m內主要地層巖性為粉質粘土、卵石、砂土狀強風化構造巖。

2　鋼板樁圍堰施工方法及要點

2.1鋼板樁圍堰施工流程

考慮到水上施工作業，本工程安排施工流程如下：首先鋼棧橋及作業平臺搭設，然后鉆孔樁施工及鋼板樁打樁作業，再采用水下混凝土濕封及基坑抽水，最后樹立承臺模板并澆注承臺混凝土。綜合考慮鋼板樁特性、防水、經濟等方面因素，本工程選用拉森IV型鋼板樁作為圍護結構。拉森IV型鋼板樁示意圖及主要參數如圖如表1。

表1　拉森IV型鋼板樁主要參數表

2.2鋼板樁圍堰結構設計

鋼板樁采用拉森Ⅳ型鋼板樁，材質SY295，單根長度為12m，圍堰平面尺寸為33.7×15.3m，共設置兩道內支撐。圍堰頂高程為+134.9m，圍堰底高程為+124.9m，封底混凝土厚1.3m。鋼板樁圍堰平面圖見圖1、立面圖見圖2。

2.3鋼板樁圍堰施工準備

在進行鋼板樁圍堰施工作業時，必須先做好施工準備工作，主要包括復查鋼板樁，檢查振動錘及處理鋼板樁等。本工程采用DZ-60Y型振動樁錘及50噸履帶吊車作業，為保證工程能順利進行，在打樁之前對振動錘進行了一系列作業測試，結果表明該振動捶功能正常，為剔除那些因裝卸運輸而導致磨損的變形鋼板樁，在鋼板樁拼組之前對鋼板樁進行了詳細的檢查，并對鎖口破裂及表面有焊接殘瘤的鋼板樁進行處理，保證單獨的圍堰鋼板樁具有相同的鎖口，并在鎖口內涂抹適量黃油以減少鋼板樁之間的摩損。

2.4插打鋼板樁

圖1　鋼板樁圍堰平面圖

圖2　圍堰A-A斷面圖

為了確保插打位置準確，第一片鋼板樁插打是關鍵。具體方法為：圍囹以及I25型鋼限位裝置安裝完成后，限位框距鋼板樁每邊大10mm，插打時鋼板樁背緊靠一側定位框，下側鋼板樁背緊靠圍囹，邊插打邊緩慢下放。嚴格控制好鋼板樁插打的垂直度，尤其是第一片樁要從兩個相互垂直的方向同時控制，確保其垂直度，然后以第一片鋼板樁為基準，再向兩邊對稱插打。在插打過程中，鋼板樁下端受土擠壓，鋼板樁鎖口之間縫隙較大，上端總會產生遠離第一片鋼板樁方向的傾斜。因此，每打三片鋼板樁就要用垂球吊線檢查其垂直度，確保鋼板樁垂直度控制在0.5%以內，超過此限度值時應采取措施予以糾偏。一次性糾偏不能太多，以免鎖口卡住，影響下一片鋼板樁插打。當鋼板樁偏移太多時，只能采取多次糾偏的方法逐步減少偏移量。每次插打完五片鋼板樁并經糾偏后，將鋼板樁點焊固定于圍囹上，減少累計偏移位移，利于圍堰合龍。鋼板樁插打時，堅持“插樁正直、分散糾偏、有偏即糾、調整合龍”原則。

2.5安裝內側橫撐

在鋼板樁合攏之后，即可將圍堰內的水抽出，本著遵循先支撐后降水的原則，在降水之前先對鋼板樁增設內橫撐，以防止鋼板樁因水壓變化而發生變形。第1層內支撐位于常水位以上50cm，圍檁采用雙拼2I45a工字鋼，支撐采用Ф529mm、t=8mm鋼管。第2層支撐位于常水位以下1.74m，圍檁采用雙拼 2I45a工字鋼，支撐采用Ф529mm、t=8mm鋼管。

2.6混凝土封底

當圍堰清基結束后，檢查圍堰內河床標高，然后進行封底，封底采用C30混凝土，厚度約1.3m左右。采用剛性導管法灌注水下封底混凝土。

2.7圍堰監測

在承臺施工過程中，必須保持對圍堰進行實時監測，主要內容包括鋼板樁樁身的變形，鋼板樁內支撐的軸力及內外水位的變化。本工程對各個鋼板樁內支撐均布設了測點。在圍堰適當位置處設置水尺，定時測量鋼板樁內外的水位變化。

2.8拔除鋼板樁

在墩承臺及墩身施工結束后，采用振動法進行拔樁，先使鋼板樁頂部振動適量時間，待土質松軟后，利用振動錘由河流的下游一側開始拔起，在拆除內支撐時，要遵循由下而上的原則，先拆下部支撐，灌入一層水后，再拆上部支撐，始終保持圍堰內外水位保持一致，在拔樁過程若出現拔除困難的現象，應立即停止拔樁，繼續振動幾分鐘再次拔除，以免損壞鋼板樁，拔出后的鋼板樁應及時的檢修涂油。

3　結語

鋼板樁圍堰方案具有工期短，占地空間小等優點，較適應于水深及土質為軟基的地基施工，與其他圍堰施工相比，鋼板樁圍堰一次性投入費用較低，對于軟地基可采取水下封底實現干法施工，多次找平，保證了承臺基礎質量，本次工程采用鋼板樁圍堰施工歷時兩個半月，施工過程順利，實際效果表明采用鋼板樁圍堰方案是切實可行的，可供類似工程進行參考。

［1］岐峰軍．鋼板樁圍堰施工［J］.山西建筑，2006.32（19）：105-106.

［2］周水興，何兆儀，等.路橋施工計算手冊（第一版）［M］.北京：人民交通出版社，2001.6.

［3］徐光輝，胡明義.公路橋涵設計手冊（梁橋上冊）［M］.北京：人民交通出版社，1996.3.

［4］宋金河，鄭文江．水中深基礎鋼板樁圍堰施工技術［J］．山西建筑，2006，32（21）：122-123.