深水嵌巖承臺密排樁圍堰施工技術研究

謝全鴻 何 娟

（四川交投建設工程股份有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

樂山市省道308 線改線工程項目共有7 座橋梁，其中漩水沱岷江特大橋總長1301m，最大橋高29.5m，該橋梁橫跨岷江，河床下無覆蓋層，均為基巖裸露，在20#、21#主墩承臺施工時，選用了密排樁圍堰施工工藝，在汛期前成功完成了該部分承臺的施工。

該法通過密排樁圍護結構形成干作業環境，最終完成深水承臺的施工；基坑止水是通過將密排樁的樁與樁之間相互咬合實現，在基坑較深時應設置相應的內支撐確保基坑安全。密排樁圍護結構適用于河床為大直徑砂卵石或裸露基巖的地質條件，特別適用于承臺嵌入基巖內，傳統的鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰無法下沉的橋梁工程施工。

1 工藝原理

在待施工的橋墩處填筑筑島平臺，作為結構樁基和密排樁施工的作業平臺，然后選用沖擊鉆或旋挖鉆進行密排樁施工，密排樁施工順序為間隔施工，待先施工樁基形成強度后，再進行中間樁的施工，從而形成咬合結構達到止水效果。所有密排樁施工完成后，開始圍堰內抽水挖泥直至基底，在開挖過程中根據計算需要安裝內支撐，確保整個密排樁圍堰形成穩定安全的結構體系。待承臺施工完成后應將密排樁結構拆除，恢復原貌。

2 操作要點

2.1 密排樁施工

由于承臺位于岷江中，作業前先填筑土圍堰作為施工作業平臺再進行密排樁施工。

密排咬合樁主要由鋼筋混凝土A 型樁和素混凝土B 型樁相互咬合而成。在施工過程中，按照 “隔一打一”的方式間隔成樁：首先依次施工素混凝土B 型樁，在兩根B 型樁澆筑完成并具有一定強度后再進行鋼筋混凝土A 型樁施工，逐步交替依次向前推移直至圍堰合攏。

密排樁樁位編號順序為圍堰小里程右幅第一根樁為起點向左順時針順序排列。

密排樁沖孔總體施工順序為先奇數樁，再偶數樁，奇數樁為B 型素混凝土樁，偶數樁為A 型鋼筋混凝土樁，偶數樁鉆孔時咬合相鄰樁10cm。在偶數樁鉆孔過程中,為使相鄰奇數素樁受力均勻，達到更好的咬合效果，必須嚴格控制B 樁的施工順序，具體順序為1→5→9→3→7→2→6→4→8→10，同時要求B 型素樁混凝土達到設計強度的70%且大于3 天后才能施工A 型鋼筋混凝土。

密排樁施工機械可根據現場環境采用沖擊鉆或旋挖鉆施工。采用沖擊鉆機時，需在圍堰外側填筑鉆孔平臺，并將全部機尾朝向圍堰外側布置，方便主體結構樁基施工和咬合樁混凝土澆筑。

2.2 冠梁施工

由于本圍堰平面尺寸達38.8m*20.6m，為確保咬合樁圍堰的整體性，在咬合樁施工完成基坑開挖前，在樁頂設置一道冠梁，其尺寸為寬1.5m、高1.2m，將所有的樁基頂部聯結成整體。冠梁施工在樁身混凝土均達到設計強度的70%時進行，首先開挖冠梁基槽，鑿除密排樁樁頭松散軟弱部分后，按設計尺寸綁扎鋼筋，安裝冠梁側模并利用天泵或混凝土運輸車自卸澆筑冠梁混凝土，混凝土強度為C30。

2.3 基坑開挖

密排樁施打完成后，即進行基坑土方開挖，開挖流程結合支撐體系的設置情況，分二個階段進行土方開挖，開挖時嚴格遵循“先撐后挖、隨挖隨撐”、“豎向分層、縱向分段、先支后挖”的原則進行。開挖時利用長臂挖機結合小型挖機進行基坑挖土，利用自卸汽車運輸至指定棄土場。基坑開挖至基底前預留20cm 厚保護層，采用人工開挖修整，嚴禁超挖。

挖掘機先開挖圍堰的中心部分后，再往四周開挖。開挖時嚴格控制分層厚度，盡可能整個平面均勻開挖，使整個密排樁圍堰內部整體受力均勻，每層厚度不要超過1m，避免開挖高差過大，某一側受力較大的情況出現，開挖過程中臨時邊坡坡率土層控制為1：1、巖層控制為1：0.5。開挖過程中，如遇圍堰內有積水，在圍堰四周較低處設置排水溝、集水井，利用水泵將水抽干，保持基坑內作業面干燥。

在基坑開挖及支護的過程中應隨時進行監測樁頂位移及應力應變情況，用于指導現場施工。

密排樁體系整體形成一個截水帷幕，理論上不透水，為預防咬合部位小規模滲水及筑島回填料中的積水、滲水。開挖過程中觀察坑內滲水情況，如水較多，則在基坑四角設置集水井，用四臺水泵將集水井中的積水抽出，雨季時準備充足的抽水泵。開挖至基坑底時，為防止滲水或外部水浸泡基底基巖，應立即對基坑進行素混凝土的封底，當基坑只有局部開挖至基坑底時，可選擇對已開挖部分先進行封底，其余部分待開挖完成后立即進行封底，澆筑封底混凝土時，根據坑內的滲水情況，在基坑四個角預留集水井，封底設置雙向橫坡，以便水流至集水井內利用水泵排出基坑。預留集排水井的設置不得影響混凝土墊層對圍護結構的支擋作用。

2.4 圍檁及支撐安裝

明挖基坑開挖一定深度后，采用內支撐體系維護基坑的穩定。本工程在距離冠梁頂以下5m 位置設計一道內支撐體系，支撐體系由鋼牛腿、φ720*10mm 鋼管支撐，端頭井處加鋼圍囹。

當基坑開挖至內支撐設計位置以下0.5m 時，停止開挖并安裝內支撐系統后方可進行下一步開挖。

按照設計要求在樁內側內支撐對應位置標記出放置內支撐鋼圍囹牛腿底標高，然后采用汽車吊分節起吊工字鋼圍囹置于牛腿上，當一層圍囹安放完畢后，隨即起吊提前拼裝好的鋼管橫撐置于對應位置，就位后采用組合千斤頂施加預加應力，然后用墊塊墊實完成整個內支撐的安裝。需注意在內支撐主體安裝之前，先把牛腿焊接在密排咬合樁的主筋上，再將鋼支撐吊裝就位。為防止圍囹受力不均，在圍囹安裝時發現部分樁基與圍囹未緊貼時，需澆筑混凝土將該空隙填充密實，確保圍檁受力均勻。為防止在承臺施工時鋼管橫撐的脫落，需在鋼管橫撐與圍囹接頭位置設置加勁板并焊接牢固，確保其形成整體，同時在圍囹每側設置兩處吊耳，通過鋼絲繩將整個支撐系統反吊于冠梁頂作為保險裝置。

2.5 承臺及墩柱施工

在基坑開挖到位后，及時清除基坑浮泥，排除積水，并采用環切法破除樁頭，然后澆筑100-200mm 厚墊層混凝土。安裝承臺鋼筋和冷卻水管，采用大塊鋼模作為承臺模板，最后進行承臺混凝土澆筑。承臺澆筑完成后采用翻模法逐節施工墩柱至圍堰頂面標高。

2.6 基坑回填及支護結構拆除

承臺基坑回填時先回填四周，后拆除圍檁支撐，回填一層拆除一層，每層回填標高至該層圍檁支撐底下約500mm。圍檁支撐拆除時先拆橫撐，后拆圍檁，待墩身出水或高出地面后，并完成圍堰功能后，方可拆除圍堰。

對原河床地面以上排樁圍堰進行拆除時，選用繩鋸切割法對密排樁進行拆除。工藝流程：施工準備→施工圍擋及安全標識設置→支撐腳手架搭設→劃線定位→確定切割斷面位置→安裝固定導向→固定繩鋸機→安裝金剛繩鏈鋸→連接相關操作系統→混凝土切割→混凝土塊吊裝運出→清理場地、支架拆除。

土圍堰拆除時從填筑的逆方向施工，即從下游至上游方向采用退挖裝車運渣的方法進行拆除。

3 結語

本文以樂山市省道308 線改線工程深水裸露基巖施工為背景，研究了密排咬合樁圍護結構在橋梁深水裸露基巖承臺的施工工藝，系統的解決了該類施工難題，為今后同類工程提供了有價值的借鑒意義。