淺談橋梁水中承臺鎖口鋼管樁圍堰施工

黃保良

【摘??要】水中承臺深基坑開挖支護結構常用的有鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、雙壁鋼圍堰、沉井圍堰、筑島鉆孔混凝土排樁+旋噴止水帷幕支護等結構。

【關鍵詞】承臺施工;鎖口鋼管樁;圍堰施工

前言

在相關技術的推動下，鎖口鋼管樁圍堰技術取得了空前的發展。基于該技術，可以顯著提升施工效率，降低制作、安裝等環節的難度，對設備的需求量也明顯下降;所產生的截面強度大，并具有良好的剛度，支撐結構更為簡單，具有優良的效益性與經濟性。

1工程設計概況

某鐵路連續梁（48.0m+2×80.0m+48.0m）橋主墩3號墩位于安寧河中，承臺底高程為1452.226m，橋墩承臺為兩級承臺，一級承臺尺寸為：14.5m（縱）×18.5m（橫）×3.0m（厚）;二級承臺尺寸為8.9m（縱）×12.9m（橫）×2.5m（厚）。

2施工工藝流程及關鍵施工技術

2.1施工工藝流程

測量定位，安裝鋼護筒→鉆機鉆孔→孔內回填土→插打鎖口鋼管樁→圍堰合攏→鎖口清孔、填充止水材料→圍堰內抽水安裝內支撐→圍堰鎖口堵漏→開挖基坑安裝圍堰內支撐→開挖基坑至設計高度→灌注封底混凝土→承臺施工→拆換內支撐。

2.2關鍵施工技術

2.2.1大粒徑漂卵石地層鉆孔換土技術

大粒徑砂卵石地層條件下，鎖口鋼管樁圍堰打入困難，研究采用了先沖擊鉆孔方式進行引孔，然后在孔內填筑砂或砂土，引孔換填深度為河床下的第一層漂卵石土。先測量定位，安裝1.8m鋼護筒，采用1.5m鉆孔樁施工。鋼護筒重疊50cm，鉆孔咬合20cm，每輪鉆3個孔，采用跳孔鉆進的方式，按1-3-2孔位順序施工。

2.2.2鎖口鋼管樁定位、分段插打技術

全部鉆孔換土完成后，準備插打鎖口鋼管樁。先安裝鋼管樁導向框，利用導向框精確控制鋼管樁的打入平面位置。導向框采用2Ⅰ45a工字鋼組焊，每邊比630mm鋼管樁放大1cm，水平長度9.6m，可一組插打8根鋼管樁。

將導向框安裝到位后，用履帶吊吊起DZ90型電動振動錘，起吊第一根鎖口鋼管樁，插入導向框內的第一根導向樁的陰口內，啟動電動振動樁錘，將其打入河床下面，第一根鋼管樁插打至距第一根導向樁樁頂5m時停止，作為第二根樁定位導向。吊起第二根鎖口鋼管樁，鎖口插入第一根樁的母口，啟動電動振動錘，將其打入河床下面，第二根鋼管樁插打至與第一根鋼管樁齊平時，停止第二根鋼管樁插打，將第一根鋼管樁剩余部分插打到位，再開始第三根鋼管樁插打，按此循環施工。為使鎖口鋼管樁插打豎直、順利合龍，應隨時糾正鋼管樁偏斜度，當偏斜過大不能用拉擠方法調整時，應拔起重插，如重插無效果時，采用特殊加工一根鋼管樁進行合龍。

2.2.3鎖口止水材料選擇和工藝試驗

鎖口止水選用兩種材料進行工藝性試驗。

第一種止水材料配合比為水泥160kg/m3、膨潤土280kg/m3、膨脹劑32kg/m3、水800kg/m3，在試驗圍堰的鎖口內采用直徑20cm不透水帆布袋，與鎖口長度相同，隨鋼管一起下放，將帆布袋包裹住30mm注漿管深入母口底端后進行注漿，邊注漿邊提升，直至注滿母口。

第二種止水材料配合比為河沙1500kg/m3、木屑30kg/m3、膨潤土100kg/m3，將拌制好的止水材料向鎖口內裝填，裝填過程中，采用人工使用與鎖口填充長度相同的鋼棒，向鎖口內邊填充邊振搗密實。

2.2.4鎖口材料填充技術

（1）清孔：鎖口鋼管樁合龍后，將排氣量為6m3/min的空壓機氣管接至制作好的清砂金屬管上，使用吊車吊裝插入鎖口管內。鋼管插入鎖口內土層的深度不宜過深，一般不超過0.5m，逐步清孔逐步下放抽砂管，直至清砂至設計標高位置。抽砂過程中，應不斷錘擊抽砂管，避免因砂或石頭堆積管內，導致抽砂管堵塞。

（2）鎖口材料填充：按配合比配制好砂、膨潤土和水的混合料，測量鎖口管內需要填充的深度，截取相應長度寬的塑料薄膜，在鎖口鋼管樁中C型鎖口和T型鎖口相結合處，放入塑料薄膜，塑料薄膜寬度約20cm。然后采用滑槽灌入止水材料，止水材料填充滿之后，在鎖口內澆水進行水壓法密實。待鎖口內止水材料沉淀密實后，繼續填充止水材料。

2.2.5局部漏水處理技術

圍堰抽水后，鎖口局部有漏水現象，先找滲漏點，然后用電動振動錘擊擊打鋼管樁，使鎖口內止水材料受到振動而下落，將鎖口內止水砂料下沉空隙再填充密實。若止水材料因凝結卡在管內難以下落，則采用等長度的鋼筋插入鎖口內，反復插入振動，使其松散下落，然后再補填止水材料，達到止水效果。

2.2.6圍堰支撐轉換技術

第一級承臺施工完成后，用砂石土回填密實承臺與圍堰間空隙，方可拆除第三層支撐。在第一級承臺上安裝4根塔吊基礎的支撐鋼管，使塔吊基礎安裝位置位于水面之上，在第二級承臺施工完成后，回填好第二級承臺與圍堰間空隙后，可拆除第二層支撐。第一層支撐在墩身施工完成后圍堰拆除前，先灌水至第一層支撐下后拆除。

3實施效果

圍堰鎖口止水材料填充完成后，對圍堰內進行抽水，抽至河床面時，圍堰有局部滲水，采取漏水處理后，止水效果良好。漏水處理后繼續開挖基坑至承臺底部，鋼管樁圍堰結構防水效果良好，坑底部未出現大量涌水現象。在基坑開挖過程中對圍堰及周邊平臺進行了監控量測，圍堰及周邊結構變形穩定，未超過設計規定的限值，圍堰結構安全可靠，取消了封底混凝土，僅施工30cm混凝土墊層。墊層施工后，進行承臺鋼筋綁扎和混凝土灌注。

結束語

綜上所述，鎖口鋼管樁圍堰技術對于橋梁工程而言至關重要，其可以顯著提升工程質量，兼具效益性與經濟性兩大需求。工程中所使用的材料均可進行重復使用，材料周轉率良好，并降低對環境的污染。總體來說，鎖口鋼管樁圍堰技術具有良好的應用前景。

參考文獻：

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（作者單位：中鐵十一局集團第二工程有限公司）