干法混凝土封底鋼圍堰技術(shù)在工程實例中的應(yīng)用探析

石無勇 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230011）

1 前言

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁建設(shè)地域逐步向深水拓展。鋼板樁圍堰是獨立于橋梁承臺與墩身之外的圍水結(jié)構(gòu)，是橋梁基礎(chǔ)施工的一道安全屏障。鋼板樁圍堰施工是深水樁基礎(chǔ)承臺施工最重要的工序之一，是大跨徑橋梁下部構(gòu)造施工的重要環(huán)節(jié)。

很多時候由于圍堰深度較深，為了保證圍堰的穩(wěn)定性，必須在圍堰底部也就是承臺的位置布置一道圍檁，后期承臺施工的時候再拆除或是直接將圍檁材料埋到承臺里，大幅增加施工成本并給承臺施工造成很大的困難。封底混凝土施工是鋼圍堰施工最重要的工序之一，是鋼圍堰質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)普遍采用水下封底混凝土施工，由于水下清淤情況的不確定性及水下封底的不穩(wěn)定性給封底混凝土質(zhì)量埋下了很大的隱患。

S316巢湖段改建工程市政02標(biāo)裕溪河特大橋項目位于巢湖市亞夫街道團(tuán)結(jié)村，南北走向，按一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計速度 80km/h，橋梁全寬41m，雙幅設(shè)置。跨裕溪河主橋長280m（跨徑組合：75m+130m+75m）樁基全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋設(shè)計為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面直腹板連續(xù)箱梁，上部結(jié)構(gòu)為單箱雙室箱梁截面，單幅箱梁頂寬19m，底板寬度為14m，翼緣懸臂長度2.5m。

2 技術(shù)特點

①采用干法混凝土封底技術(shù)對圍堰進(jìn)行封底施工，混凝土澆筑前將樁身及圍堰壁上附著的泥漿沖洗干凈，同時拋擲毛石護(hù)底提高下部承載能力，提高混凝土封底的整體性和強(qiáng)度。

②在承臺鋼筋綁扎前，通過設(shè)置豎向和橫向臨時替代最下部一道支撐和圍檁支撐效果來拆除最下部一道支撐和圍檁，提高支撐和圍檁的重復(fù)利用率。

③采用干法施工，澆筑速度快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展快；綜合考慮，可加快封底混凝土的施工進(jìn)度，節(jié)約5d～10d。

3 工藝原理

圍堰封底混凝土采用C30標(biāo)號。一方面通過封底混凝土與樁基鋼護(hù)筒、鋼板樁形成一個整體，依靠其自重和封底混凝土與鋼護(hù)筒、鋼板樁的粘結(jié)力抵抗水浮力；另一方面在封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后對鋼板樁下部形成有效支撐。采用干法混凝土封底技術(shù)對圍堰進(jìn)行封底施工，混凝土澆筑前將樁身及圍堰壁上附著的泥漿沖洗干凈，同時拋擲毛石護(hù)底提高下部承載能力，提高混凝土封底的整體性和強(qiáng)度。在封底混凝土底部與第二道圍檁之間用工字鋼豎向連接，橫向用630鋼管對撐加固。然后拆除第三道圍檁的內(nèi)支撐，將第三道圍檁的壓力全部轉(zhuǎn)換到臨時支撐上，以保證圍檁拆除后鋼板樁圍堰的整體穩(wěn)定性。通過軟件對圍堰的變形和應(yīng)力分布情況進(jìn)行計算，根據(jù)圍堰的變形和應(yīng)力分布情況來設(shè)置監(jiān)測點，對施工過程進(jìn)行全面監(jiān)控，提高施工安全性。

4 工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放樣→管樁及施工平臺搭設(shè)→樁基施工→導(dǎo)向裝置安裝→圍堰施工→支撐安裝→基坑清底→混凝土封底→臨時支撐安裝→承臺施工→鋼板樁圍堰拆除。

5 操作要點

①施工準(zhǔn)備認(rèn)真審核施工設(shè)計圖紙及相關(guān)地勘資料、結(jié)合現(xiàn)場實際地質(zhì)情況確定防護(hù)方案，明確施工技術(shù)要求，做好施工技術(shù)方案講解及技術(shù)交底工作。現(xiàn)場做好“三通一平”。

②測量放樣：設(shè)立施工水準(zhǔn)點及輔助施工基線。并據(jù)此設(shè)立施工標(biāo)志、水尺等，根據(jù)設(shè)計施工圖進(jìn)行放樣。

③管樁及施工平臺搭設(shè)：根據(jù)排架的設(shè)計，放出所有管樁基礎(chǔ)的樁位，然后用振動錘將所有管樁打入預(yù)先放好的樁位，為了保證平臺的承載力，管樁打設(shè)時采用入泥深度和錘擊次數(shù)進(jìn)行雙控控制。

④樁基施工：鋼筋籠在鋼筋加工廠分節(jié)制作運輸至施工現(xiàn)場，采用汽車吊分節(jié)吊裝至孔內(nèi)相互焊接，搭接時注意錯開搭接面，并且保證每根主筋同心。混凝土采用集中拌合，鉆孔樁混凝土澆筑時應(yīng)澆筑至護(hù)筒頂，并確保其露出水面的混凝土質(zhì)量良好。

⑤導(dǎo)向裝置安裝：為保證鋼板樁插打垂直度，在插打前先施工圍堰導(dǎo)向架，作為打樁時的導(dǎo)向設(shè)備。導(dǎo)向架可設(shè)為兩層，底層可設(shè)置在距離平臺以下2m的位置處，通過焊接在鋼護(hù)筒上的牛腿支撐導(dǎo)梁；上層導(dǎo)向框與平臺平齊，通過焊接在平臺的型鋼作為導(dǎo)梁支撐。

⑥圍堰施工：a.運輸整理。鋼板樁運輸?shù)浆F(xiàn)場后，要仔細(xì)檢查，凡是有彎曲、破損、鎖扣不合的均要修復(fù)。b.定位、打插放樣時做定位樁拉線，然后先將承臺橫橋向的兩個邊上分別任意打入一根拉森樁，然后用一根型鋼岸邊的定位拉森樁焊接牢固作為導(dǎo)向梁，其他邊依次施工進(jìn)而形成導(dǎo)向框架，確保其不晃動。c.糾偏、合龍。打插鋼板樁時，由于鎖口與鎖口間距離較大而鋼板樁底部入河床后淤泥擠壓力較大，上端自由的結(jié)果就是導(dǎo)致鋼板樁產(chǎn)生向遠(yuǎn)離第一根方向的傾斜，因此插打4～5根后要進(jìn)行糾偏，確保鋼板樁垂直度。

⑦支撐安裝：在圍堰內(nèi)，先安裝鋼管支撐，再安裝斜向鋼管支撐，斜向鋼管支撐四角位置布置，鋼管支撐按一側(cè)縱向布置；在水面上按測量標(biāo)高設(shè)置第一層圍囹，邊安裝支撐邊抽水。

⑧基坑清底：鋼板樁圍堰形成后，逐層降水進(jìn)行吸泥并逐層施工圍檁及支撐。采用高壓水泵和水力吸泥機(jī)，清理圍堰基底至設(shè)計標(biāo)高。

⑨混凝土封底：采用了干法混凝土封底技術(shù)對圍堰進(jìn)行封底施工，對混凝土澆筑前將樁身及圍堰壁上附著的泥漿沖洗干凈，圍堰底鋪設(shè)籬笆，同時拋擲毛石護(hù)底提高下部承載能力，提高混凝土封底的整體性和強(qiáng)度。

⑩臨時支撐安裝：a.布置豎向工字鋼。將工字鋼的底部埋置于封底混凝土中，上端與頂部鋼圍檁連接，形成豎向連接。b.安裝橫向?qū)巍Ｔ诔信_設(shè)計頂部以上1m位置布置橫向?qū)危斪∝Q向工字鋼，形成臨時支撐加固體系。c.拆除下部圍檁支撐。拆除下部圍檁內(nèi)支撐，支撐拆除應(yīng)對稱間隔拆除，拆除后確保安全開始承臺施工。d.拆除臨時支撐。完成承臺施工后向圍堰內(nèi)注水至臨時支撐體系對撐處，減小鋼圍堰內(nèi)外水壓力差，然后拆除臨時支撐結(jié)構(gòu)，拆除作業(yè)時嚴(yán)禁碰撞鋼板樁圍堰。

[11]承臺施工：a.鋼筋綁扎應(yīng)按順序進(jìn)行，宜從下而上，從內(nèi)向外，逐根安裝到位，墩柱鋼筋的定位必須準(zhǔn)確，b.模板安裝。承臺采用鋼模板進(jìn)行拼模，模板要求平順，模板間做到拼縫嚴(yán)密，縫隙不得大于2mm，模板表面涂刷脫模劑，模板采用鋼管支撐，附加橫帶，確保牢固不移位。c.混凝土澆筑。模板施工完畢后，澆注混凝土?xí)r應(yīng)分層澆筑，每層控制在30cm左右，連續(xù)作業(yè)，確保一次完成，要避免混凝土離析現(xiàn)象一個通病，嚴(yán)格控制臺身頂面標(biāo)高。d.拆模養(yǎng)護(hù)。混凝土一般采用土工布或毛氈全部嚴(yán)密地包裹覆蓋起來，保證充足的養(yǎng)護(hù)。混凝土的濕養(yǎng)護(hù)時間一般為7d。

[12]鋼板樁圍堰拆除：在拔掉復(fù)合式鋼板樁時采用振動錘進(jìn)行拔除，盡量使鋼板樁下部與混凝土脫離，然后再進(jìn)行拔樁，拔樁時要先振動1min～2min，使鋼板樁周圍土松動，產(chǎn)生“液化”，再慢慢拔樁。

6 結(jié)論

深水臨岸干法混凝土封底鋼圍堰技術(shù)在S316巢湖至廬江公路改建工程的成功應(yīng)用，提高混凝土封底的整體性和強(qiáng)度，處理效果好，施工速度快，獲得社會各方的高度好評。該工法推進(jìn)了水中承臺施工技術(shù)的進(jìn)步，特別適用于深水低樁承臺基礎(chǔ)鋼圍堰的施工具有較好的推廣應(yīng)用價值和廣闊的市場應(yīng)用前景。