簡述河內橋墩基坑PC工法鋼管樁支護技術

許傳財 上海市水利工程集團有限公司

1.工程簡介

本橋梁位于青浦區盈港路北側、青安路西側。橋梁橫跨東大盈港河道，平面為“人”字形，見圖1。橋梁上部為異形鋼結構，下部共4個墩臺，為灌注樁+承臺基礎結構，其中3個墩臺位于陸地上，中心橋墩位于河道中。

圖1 橋梁平面位置

中心橋墩基礎施工內容包括：

樁基工程：8根Φ1000mm，長35米的鉆孔灌注樁；

下部結構工程：其中承臺基礎長11000mm，寬5000mm，厚度1800mm，承臺底標高-2.5m，承臺頂標高-0.7m（圖2所示）。現場條件：東大盈港河道為通航河道，河道常水位標高為2.6m至2.8m。橋梁西側的老毛涇河道內有現狀泵站一座，需對內河進行防汛排澇。因此，中心橋墩基礎施工期間，東大盈港及老毛河涇河口均不能斷流。

圖2 中心橋墩下部結構剖面

2.基坑支護技術選定

針對鋼套箱圍堰技術、圍堰筑島技術、PC鋼管樁支護技術，本著安全、節約、高效的原則，從工期、水域占用面積、實施難易程度、基坑安全性和工程造價五個方面進行比較分析，河內橋墩基坑采用PC工法鋼管樁支護技術更為經濟合理，對比分析如表1。

表1 基坑支護技術對比分析

3.基坑PC工法鋼管樁支護技術

PC工法鋼管樁支護技術通過設置在鋼管樁兩側的鎖口與拉森鋼板樁連續咬合，形成一個整體單排的鋼質連續墻體組合結構。

基坑內承臺平面尺寸為11m× 5m，四周各留不小于1.5m寬度的施工作業區，結合PC工法鋼管樁的尺寸，基坑支護平面尺寸為14.3m＊8.8m。同時在基坑轉角位置設置角撐，角撐與基坑周邊成45度，角撐支點距基坑轉折點2.3m。在距基坑邊緣4.3m位置設置兩道橫向對撐鋼管，對撐鋼管長度7.4m。根據河道內的常水位及承臺結構高程，PC工法樁頂高程比常水位超高1m，即3.8m，基坑開挖底高程-2.6m。基坑深6.4米，基坑內外水頭差5.4米，經過計算，選用L=15米，φ630，壁厚14的鋼管樁與L=15米的IV型拉森鋼板樁組合，樁底高程-11.2米，樁的入土深度8.6m。共設置二道水平支撐，第一道標高約3.8m，第二道標高約0.6米，如圖1、2所示。

圖1 PC工法鋼管樁詳圖

圖2 基坑支護平面、剖面 布置圖

3.1 準備工作

人員組織：建立管理組織機構，檢查特種作業人員的持證情況，所有人員進行詳細的安全技術交底，無證及未經交底的人員，不得進入施工現場。

圖3 轉角鋼管樁詳圖

機械設備：結合現場條件，以減少航道的占用為目的，本項目采用定位樁式平板船，船上配日力ZX470-5G挖掘機+FV400液壓振動錘進行打樁施工。船及機械進場后，檢查船舶及機械的設備合格證。其中，振動錘是打拔PC鋼管樁的關鍵設備，需進行專門檢查，確保線路暢通，功能正常，夾板牙齒不能有太多磨損。

轉角鋼管樁的準備：轉角鋼管樁的兩個鎖口夾角為90度，與常規的不同，需廠家提前定制好，與常規材料一同進場。

鋼管樁及拉森鋼板樁變形檢查：鋼管樁及拉森鋼板樁裝卸、運輸過程中會出現撞傷、彎扭及鎖口變形等現象，在插打前要對其進行變形檢查。對變形嚴重的進行校正及鎖口檢查，對于檢查通過的投入使用，不合格的直接退場不用。

涂刷黃油混合物油膏：在樁的鎖口內涂抹黃油或混合物油膏，避免施工時泥土擠入，減少插打時鎖口間的摩擦及提高PC工法鋼管樁之間的止水防滲效果。

3.2 測量控制

利用本工程設置在陸地上的測量控制點，用全站儀測放出基坑的內輪廓線；在PC工法鋼管樁插打過程中，用兩臺經緯儀前方交匯控制樁的垂直度。

3.3 插打PC工法鋼管樁

PC工法樁材料用船水上運輸至現場，打樁時直接采用機械手從運輸船上夾起、振動法（液壓長臂振動錘）施工。從西北角的轉角鋼管樁向東沿軸線逐根插打，最后回第一根樁合龍，形成閉合的長方形支護結構。在插打過程中須遵守“插樁正直，分散即糾，調整合龍”的施工要點。PC工法鋼管樁插打之前，采用4根拉森鋼板樁固定，作為插打時的導向架，以控制PC工法樁的平面位置和垂直度。為了確保每一根樁插打準確，第一根轉角鋼管樁是插打的關鍵，定位對中和垂直校正后，先以樁身和液壓振動錘自重下壓，直至進入河床自穩為止，開啟振動錘，同時工作臂慢速持續下壓，振動錘打入，在下壓和振動過程中，兩臺經偉儀觀測垂直度情況，保持“慢速下沉、邊沉邊測”。

糾偏：PC工法鋼管樁采用單根沉樁方式從轉角樁開始沿軸線逐根插打，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，樁面平直度難以控制。樁身在發生偏斜時需將樁往上拔出1.0～2.0m，再往下沉，如此上下反復振拔數次，可讓樁的位置得到糾正。在插打過程中，隨時測量監控每根樁的傾斜度，不得超過1%，當偏差過大不能用拉齊方法調整時，可撥起重打或手拉葫蘆進行糾正，沉樁標高誤差控制在50mm以內。

合龍：為保證合龍時兩側鎖口互相平行，以免使用異形樁進行合龍，減少合龍的難度，當兩端相距5～8根樁距離時，每一根樁都必須嚴格按第一根樁“慢速下沉、邊沉邊控制垂直度”的要求。若樁身存在偏斜，應逐根糾正，減少偏差，調整合龍。

相距最后4～5根樁時，每根樁沉入后立即測量缺口的寬度，控制好距離偏差，力爭最后的缺口寬度與拉森鋼板樁的寬度一致。如果存在偏差，在準確測量合龍樁的寬度后，加工大小合適的拉森鋼板樁。插打前使樁身兩側的鎖口分別與沉入的鋼管樁鎖口陰陽咬合，插打時樁身慢速下沉至設計高程，最后實現合龍。

3.4 后續施工

PC工法鋼管樁合龍后，在基坑4個角各設置一個沉降、位移觀測點，每天觀測一次，在基坑開挖期間每天觀測2次。當觀測值相對穩定時，可適當降低觀測頻率，如果累計變化值或日變化值達到報警值，立即停止施工，及時與設計單位溝通，采取相應措施。

4.結語

該橋梁河內橋墩基坑施工采用PC工法鋼管樁支護技術，保證了東大盈港的通航及老毛涇泵站防汛排澇要求，同時縮短了工期，基坑整體穩定性好，止水防滲效果明顯，經濟適用。本工程的順利實施也為同類型工程項目的施工提供了借鑒。