水中墩基礎(chǔ)承臺(tái)施工技術(shù)

雒永強(qiáng)

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司 廣東深圳 518083）

1 工程概況

某高鐵特大橋298# 墩～301# 墩（70+125+70）m 連續(xù)梁主墩位于某河主航道中，樁基直徑φ200cm，每個(gè)承臺(tái)11 根，樁長41～59m 不等，最小嵌巖深度16m，呈梅花形布置；承臺(tái)尺寸為16.7m（長）×10.6m（寬）×4.5m（高）。

2 基礎(chǔ)承臺(tái)施工

2.1 圍堰設(shè)計(jì)

圍堰采用鋼板樁圍堰，鋼板樁選用SP-IV 型止水鋼板樁，鋼板樁長度24m，圍堰尺9.2m（長）×13.2m（寬），內(nèi)支撐材料采用φ800mm 鋼管（壁厚8mm）、圍囹采用三拼I36b 工字鋼。圍堰頂高程為9.0m，封底C30 混凝土厚為1m，鋼板樁埋入承臺(tái)下13.636m。承臺(tái)基坑開挖深度為11.364m，錨固長度12.636m。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.2.1 相關(guān)工況信息及參數(shù)（見表1）

2.2.2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算

計(jì)算方法：瑞典條分法；應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法；條分法中的土條寬度：1.00m。

滑裂面數(shù)據(jù)：整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=0.485；圓弧半徑（m）R=27.785；圓心坐標(biāo)X（m）X=-3.156；圓心坐標(biāo)Y（m）Y=14.920。

（1）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。

其中：Mp——被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對樁底的抗傾覆彎矩，對于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力決定；對于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。

表1 結(jié)構(gòu)計(jì)算工況信息

Ma——主動(dòng)土壓力對樁底的傾覆彎矩。

（2）抗隆起驗(yàn)算。

Terzaghi（太沙基）公式（Ks>=1.15～1.25），注：安全系數(shù)取自《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB9258-97（冶金部）：

Ks=2.449≥1.15，滿足規(guī)范要求。

（3）隆起量的計(jì)算。

注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)值，按0 處理!

2.3 圍堰施工

鋼板樁圍堰插打施工利用水上鉆孔鋼平臺(tái)邊插打邊拆除（鋼棧橋不拆除）。為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，設(shè)置一定剛度的、堅(jiān)固的導(dǎo)向架。利用全站儀根據(jù)確定的圍護(hù)范圍準(zhǔn)確定出靠近岸邊的2 個(gè)角樁位置，在單個(gè)角樁的兩個(gè)圍護(hù)邊各插打一塊鋼板樁，在鋼板樁內(nèi)側(cè)確定的第一層圍囹下設(shè)置牛腿，安放第一層圍囹，即定出鋼板樁插打邊線，利用此道圍囹作為導(dǎo)向，鋼板樁垂直靠近圍囹插打。

因有河岸和鋼棧橋，圍堰的四個(gè)邊按①→②→③→④順序采用沿導(dǎo)向架逐塊插打，整個(gè)圍堰的插打順序，最后一部分則先插合攏后再施打這樣插打速度較快且合攏誤差小。插打順序?yàn)橄炔宕蚩拷影兜囊贿?，再插打上游的那一邊，然后插打順?biāo)鞣较虻哪且粋€(gè)邊，最后在靠近下游的那一邊全圍堰合攏。

機(jī)械設(shè)備配置：70t 履帶吊1 臺(tái)、ZDC90 型震動(dòng)錘1 臺(tái)、400kW 發(fā)電機(jī)1 臺(tái)、25t 汽車吊1 臺(tái)，浮船1 艘。施打：按自沉→焊接→振沉→慣沉的順序單邊逐根連續(xù)施打合攏。在插打過程中隨時(shí)測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過1%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。

2.4 深基坑開挖

基坑土層部分開挖采用高壓水槍沖泥、泥漿泵排漿至指定泥漿集中存放池。

抽水或抽漿前在圍堰四周的彩條布內(nèi)撒下大量鋸末，圍堰內(nèi)抽水時(shí)，鋼板樁鎖口若漏水，鋸末可隨水流到縫隙處，通過自身遇水膨脹的效果可止住一部分滲水，若仍有滲水的地方及時(shí)在里面用木條、棉絮、麻絨等在板樁內(nèi)側(cè)嵌塞堵漏。

抽水或抽漿到每一道內(nèi)支撐設(shè)計(jì)位置以下50cm 后立即停止，割除鋼護(hù)筒或破除樁頭混凝土，依次按設(shè)計(jì)位置安裝3 道I36b 工字鋼圍囹及φ800mm 鋼管斜撐，支撐兩端頭用10mm 厚A3 鋼板與圍囹頂靠連接。

清淤達(dá)到封底混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)高，澆筑1m 厚C30 封底混凝土。混凝土澆筑范圍為整個(gè)鋼板樁圍堰內(nèi)底部1m 厚范圍，并在4 個(gè)角隅處預(yù)留集水坑，為承臺(tái)施工提供無水環(huán)境。

2.5 鋼筋安裝

對破除樁頭混凝土的樁基礎(chǔ)進(jìn)行超聲波檢測，確認(rèn)合格后，拆除最底下一道內(nèi)支撐，安裝承臺(tái)鋼筋。整個(gè)承臺(tái)鋼筋分兩次安裝到位，第一次安裝底面和側(cè)面筋，第二次安裝頂面和墩身預(yù)埋筋。

2.6 混凝土澆筑

承臺(tái)厚4.5m 分2 次澆筑成型，第一層澆筑2m：①可以先不拆除第第四道內(nèi)支撐保證圍堰的安全性；②可以使得大體積混凝土充分放熱。

承臺(tái)模板采用50×150cm 組合鋼模板，橫向、豎向肋采用雙φ48×3.5mm 鋼管，橫向肋間距為50cm，豎向肋間距為75cm。模板加固時(shí)，外側(cè)采用斜撐直接支撐在鋼板樁上，內(nèi)側(cè)采用同承臺(tái)混凝土標(biāo)號(hào)的墊塊支撐在鋼筋上。

澆筑時(shí)采用汽車泵通過串筒入模，串筒口離澆筑面距離控制在1m左右，澆筑方式采用“分段分層推進(jìn)法”。

兩次澆筑成型的上下兩層接茬面應(yīng)盡量平整，并按施工縫處理。兩次混凝土澆筑間隔時(shí)間控制在7d 以內(nèi)。

混凝土終凝后，表面覆蓋土工布，在其上表面蓄10cm 水養(yǎng)生不少于14d。

3 結(jié)束語

隨著我國鐵路、公路交通建設(shè)快速發(fā)展，鋼板樁圍堰作為大型水上橋梁施工必備的技術(shù)措施，被越來越廣泛應(yīng)用。此水中墩基礎(chǔ)承臺(tái)施工技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅在確保證安全質(zhì)量的前提下，提高了工作效率，對類似橋梁水中基礎(chǔ)施工技術(shù)方案的制定具有一定的參考價(jià)值。