淺談鋼板樁圍堰在水中承臺施工中的應用

許賜福

合誠工程咨詢集團股份有限公司（361000）

淺談鋼板樁圍堰在水中承臺施工中的應用

許賜福

合誠工程咨詢集團股份有限公司（361000）

這里通過漳州市開發(fā)區(qū)雙魚島陸島連接橋工程P3承臺鋼板樁圍堰的施工過程及施工技術要點，檢驗水中承臺鋼板樁施工圍堰方案的可行性。總結(jié)施工經(jīng)驗，從承臺的施工過程、施工順序到施工注意要點進行詳細的闡述，為水中承臺的施工提供較有價值參考和借鑒。

鋼板樁圍堰；水中承臺施工；應用

1 工程簡介

漳州市開發(fā)區(qū)雙魚島陸島連接橋工程路線始于南炮臺和高爾夫球場間的南濱大道，與南濱大道南段平交，止于雙魚島主干道，與主干道平交。陸島連接橋為海上斜拉橋，路線全長685.44 m，包括北引橋330.64 m（6 m×30 m+5 m×30 m現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁），主橋204 m（36 m+66 m+66 m+36 m獨塔斜拉橋），南引橋150.8 m（5 m×30 m現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁）。

P3右幅承臺設計參數(shù)：5.5 m×6.0 m×2.5 m，承臺頂高程：-1.0 m、承臺底標高為-3.5 m。混凝土為C40海工混凝土80.5 m3，鋼筋保護層厚度為95 mm。如圖1所示。

圖1

2 施工準備工作

清理出砂被堤中圍堰位置的石塊、礁石及樁基隊伍施工遺留物、鉆孔泥渣的換填、轉(zhuǎn)運、泥漿池的清理和回填。準備好圍堰、承臺施工必要的機械設備。

3 施工工藝及施工方法

3.1 施工工藝流程

3.2 施工方法

3.2.1 鋼板樁加工

首先割出鋼板樁吊裝孔，在夾頭位置焊接一塊20 cm×25 cm鋼板加固處理，將兩片鋼板樁按直角焊接成整體，作為圍堰角樁。

圖2 施工工藝流程圖

3.2.2 導向架施工

測量放好圍堰角點，根據(jù)角點護樁確立角點位置，然后進行鋼板樁導向架的施工。

在各邊線兩側(cè)施打3根鋼板樁作為導向樁（距離大概1.5 m左右），采用工字鋼將對應導向樁連接成整體。導梁固定其上（中間預留37 cm空隙，考慮鋼板樁偏位3 cm），形成導向架。

將鋼板樁吊入兩導梁中后，將定位框焊在導梁上，來保證鋼板樁沉樁的垂直度及施打板樁墻面的平整度。控制要點：1）預先進行圍堰位置的試樁，每邊四個點，摸清圍堰所在區(qū)域的地質(zhì)情況；2）提前清理表層回填土石，在施工圍堰邊平整一塊機械作業(yè)的場地，場地須平整、穩(wěn)固，并根據(jù)試樁情況開挖出埋深較淺的石塊；3）首次放點后，拉設護樁并對其進行保護，避免開挖后的角點誤差；4）當承臺底以內(nèi)位置有埋藏較深的孤石，采用避開或者大面積開挖的辦法提前進行處理。

3.2.3 鋼板樁施打

首根鋼板樁的施打至關重要，其垂直度直接影響到后續(xù)鋼板樁的施打。鋼板樁在施打過程中，雖有首樁的導向作用，但其在施打過程因石塊或者受力不均造成鋼板樁傾斜。施打前先調(diào)整板樁的垂直度，在施打過程中觀測垂直度，發(fā)現(xiàn)有傾斜要及時調(diào)整。

鋼板樁起吊時，先用25 t汽車吊將板樁豎立，順著已施打的鋼板樁槽口插入，70 t履帶吊將振動錘夾住板樁開始施打。當首根鋼板樁或者定位樁施工時則用70 t履帶吊吊起振動錘夾住鋼板樁移至指定位置施打。在原鋼板樁槽口上對接槽口時，在原槽口割個倒角，以便更順利地進行對接。

角樁由兩片鋼板樁焊接而成，施打時摩擦力大，其頂部相對過高，影響下根鋼板樁的插打。先插打角樁邊的兩根鋼板樁至同角樁高層，將兩片焊接成整體，插打第二片帶動第一片同步至設計高程。遇到軟弱地質(zhì)時，后施工的鋼板樁與原鋼板樁的摩擦力牽引已達設計高程的原鋼板樁下沉，必要時將原鋼板樁與導梁或者前根鋼板樁焊接成整體，增加穩(wěn)固性，防止樁頂高程不夠。

鋼板樁在反復插打或久振的情況下，樁與樁之間的摩擦力很大，板樁間的槽口接觸面很容易發(fā)熱變形引起脫槽。所以在施打過程中對久振的鋼板樁均要澆水降溫，起到保護鋼板樁的作用，同時水順著槽口往下流動，減少了摩擦力使插打更順利。

3.2.4 鋼板樁合攏

在施打過程中經(jīng)常會出現(xiàn)脫槽，發(fā)現(xiàn)脫槽時應馬上停止施打，并將鋼板樁拔出，重新對槽施打。如重新施打依然出現(xiàn)脫槽，則應停止施打，并檢查鋼板樁的槽口是否有變形，槽口變形的應換樁重打。

鋼板樁圍堰合攏前，應對未插打的若干鋼板樁進行間距及傾角調(diào)整，以滿足最后一根鋼板樁的順利插打。

P3承臺在合攏前的數(shù)據(jù)分別是：上口距離85 cm，剛好是兩根板樁的大小；垂直度：南側(cè)垂直，北側(cè)板樁斜率3.9%，形成上口小下口大，下口比上口大47 cm，故采取異形樁將合攏前的兩側(cè)鋼板樁補直。

3.2.5 基坑開挖

圍堰內(nèi)主要是砂土，分三層開挖。采用長臂挖機進行開挖，上、中層僅長臂鉤機即可完成作業(yè)，但下層因有樁頭及圍檁的阻礙,需人工配合清理邊角。

3.2.6 圍檁制作及安裝

分層基坑開挖完后，測量出圍檁位置的實際尺寸，對加工好的圍檁進行修剪。在鋼板樁上焊牛腿，其上擱置已驗收完的圍檁，然后對各拼接位置進行滿焊。

根據(jù)實際圍檁位置的長度，將整根鋼管按45°切成兩部分，拼裝后進行修整，保證支撐鋼管與圍檁上的鋼板達到緊密接觸，在將其滿焊，并設置加勁板。

由于僅單層導向架及鋼板樁托槽、偏位嚴重等原因，導致鋼板樁橫向的傾斜，圍檁位置不能確保所有凹面鋼板樁均在同一條線上，故在圍檁與鋼板樁空隙中增加型鋼支墊,以滿足圍堰的受力整體性。

3.2.7 圍堰止水

P3右幅鋼板樁圍堰共4個位置漏水，分別每個面一個點，均因鋼板樁脫槽引起。根據(jù)托槽及漏水位置的開口情況采用了鋼筋焊塞及鋼管引流、型鋼封堵的辦法解決漏水問題。

3.2.8 樁頭處理

保證不破壞預留混凝土位置的保護層，整平樁頭，露出新鮮混凝土，平整度在10 mm內(nèi)。及時清理出碎渣，測量監(jiān)控樁頂高程，保證樁頂混凝土在同一平面。

3.2.9 墊層澆筑

①根據(jù)基底地質(zhì)情況確定墊層混凝土厚度；②墊層四邊尺寸均比承臺尺寸大50 cm，用于立模板；③控制墊層頂面標高,不高于承臺設計底面；④在圍堰四邊設置排水溝，并預留集水井。

3.2.10 鋼筋綁扎

在墊層上放出承臺中軸線，跟蹤保護層厚度、鋼筋間距，對鋼筋上泥土及焊渣進行清除。

3.2.11 模板安裝

承臺模板采用定型鋼模板，高度平齊承臺頂標高。承臺模板配置三層拉桿，頂層拉桿為普通拉桿，其余拉桿應加塑料套管,前后左右均對應對拉，保證模板的穩(wěn)定性，模板四周用鋼管支撐在鋼板樁上。

3.2.12 混凝土澆筑

承臺混凝土澆筑采用泵送澆筑。混凝土從樁頭、墩柱位置放料，有效地保證了樁頭、墩柱位置混凝土的質(zhì)量，同時通過循環(huán)、分層底進行各點的布料，保證了各層各部位的混凝土均勻。

混凝土的振搗采用D50振動棒，在承臺各邊線、樁頭、墩柱位置均做了加強振搗，保證了集中受力位置的混凝土密實度及質(zhì)量。

3.2.13 冷卻、養(yǎng)護

在混凝土初凝時進行大體積混凝土的循環(huán)冷卻工作，采用外保內(nèi)降的方法，水泵將自來水桶中的水引至冷卻管中，然后回流至自來水桶，通過不斷往自來水桶中添加冷水，達到控制溫差及冷卻混凝土的效果。 在冷卻系統(tǒng)出口位置將溫水噴射至混凝土表面,通過土工布引流至承臺的各個側(cè)面，達到對混凝土養(yǎng)護的作用。

[1]JTG/TF 50—2011,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].中華人民共和國行業(yè)標準.北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTG F 80/1—2004,公路工程質(zhì)量檢測評定標準（土建工程）[S].中華人民共和國行業(yè)標準.北京：人民交通出版社, 2004.

[3]福建省高速公路建設總指揮部《福建省高速公路施工標準化管理指南（橋梁）》[M].人民交通出版社,2010,4(第1版).

[4]公路水運工程施工安全標準化指南[M].北京：人民交通出版社,2013.