滬杭高速鐵路跨小橫潦涇連續(xù)梁水中承臺施工技術(shù)

丁學正，廖滿平

(中建二局滬杭鐵路客運專線項目部，上海)

1 工程簡介

滬杭高速鐵路跨小橫潦涇連續(xù)梁為(40+64+40)m連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，起止墩號為64號～67號墩，起止樁號DK33+330.955～DK33+456.655，共有4個承臺，其中64號、67號墩為陸地承臺，65號、66號墩為水中承臺。承臺尺寸及工程數(shù)量見表1。

表1 主要承臺類型尺寸及工程量

2 實施背景條件

小橫潦涇連續(xù)梁在整個項目施工中屬關(guān)鍵控制性工程，水中承臺在本工程施工中屬于重點及難點工程，承臺施工質(zhì)量及進度關(guān)系到整個連續(xù)梁段施工質(zhì)量及進度，進而影響項目總體施工質(zhì)量及進度。為此，項目部針對小橫潦涇水中承臺制定專項施工方案，從而確保施工質(zhì)量及進度達到項目部既定目標。

3 施工組織方案

小橫潦涇連續(xù)梁段水中承臺施工先進行筑島，采用拉森Ⅳ型鋼板樁(12 m)支護，設(shè)置2道支撐，第2道為臨時支撐。坑底鋪設(shè)30 cm厚碎石墊層，澆筑50 cm厚C30混凝土封底。

3.1 施工工藝流程

測量放線→筑島→鋼板樁定位→插打鋼板樁→開挖上層土→支護第1道支撐→繼續(xù)開挖→支護第2道支撐→挖至設(shè)計開挖深度→鋪墊碎石30 cm厚，澆筑C30混凝土50 cm封底→封底混凝土強度達80%，拆除第2道支撐，破除樁頭，人工清底→承臺施工。

3.2 主要施工技術(shù)

(1)測量放線

采用GPS接收機(徠卡ATX1230+GNSS)、(徠卡TCRAI201+R400)及水準儀(徠卡DHA03)儀器，進行準確定位，根據(jù)鋼板樁圍堰的尺寸進行放樣。

(2)鋼板樁支護

樁基施工前先進行筑島，筑島采用黏土及山體石進行填筑，筑島平面尺寸為25.3 m×15.6 m。小橫潦涇連續(xù)梁段筑島示意見圖1。

筑島完成后，進行鋼板樁支護。鋼板樁采用拉森Ⅳ型，其長度為12 m，鋼板樁平面尺寸為17.2 m×12.4 m。鋼板樁的具體布置見圖2。

圖1 筑島施工布置(單位:m)

圖2 鋼板樁布置(單位:cm)

①插打鋼板樁前的準備工作

清理打樁范圍內(nèi)障礙物，檢查鋼板樁變形，對變形嚴重的鋼板樁進行校正并做銷口通過檢查。剔除鋼板樁前期使用后表面因焊接鋼板、鋼筋留下的殘渣瘤。檢查振動錘，鋼板樁鎖口內(nèi)涂抹黃油混合物油膏。

②鋼板樁圍堰的插打

鋼板樁插打利用筑島平臺及棧橋使用50 t履帶吊作為起吊設(shè)備，配合DZ60型振動錘的施工方法逐片插打。

鋼板樁插打之前，插打?qū)蜾摴軜叮钥刂其摪鍢兜钠矫娉叽绾痛怪倍?。通過檢測，確定第一片鋼板樁插打合格后，然后以第一根鋼板樁為基準，再向兩邊對稱插打每一根鋼板樁到設(shè)計位置。插打過程中，須遵守“插樁正直，分散即糾，調(diào)整合龍”的施工要點。

鋼板樁插打完畢后，在外圍安裝圍檁，四周焊接成整體，形成外限位箍圈。上填建筑垃圾20～30 cm，鉆機進場保護樁頂不受破壞。

③安全注意事項

對操作人員進行安全教育，提高操作人員安全意識，實行培訓持證上崗制度，不經(jīng)培訓或無證者，不得進行上崗操作。建立安全管理制度，完善安全管理體制，編制鋼板樁安全施工應(yīng)急方案。

用吊車進行水平和垂直起吊時，對吊車起吊能力和吊起后是否穩(wěn)定進行實測，保證在起吊時安全可靠，防止發(fā)生意外安全事故。對所有滑輪和鋼絲繩每天進行檢查，特別是要注意滑輪的軸和鋼絲繩摩損情況，危及安全的要及時維修、更換。

在鋼板樁插打過程中，要設(shè)專人指揮。在鋼板樁支護范圍內(nèi)開挖承臺基坑及抽水時，要派人定時進行觀檢，時刻注意并記錄鋼圍堰變化情況。

(3)內(nèi)支撐體系施工

鋼板樁支護與開挖同步進行，內(nèi)支撐采用2道支撐系統(tǒng)，第1道支撐布設(shè)在承臺頂高程以上15 cm，第2道臨時支撐布設(shè)在承臺底面高程以上1.5 m。開挖至支撐系統(tǒng)下邊緣以下20 cm進行支撐系統(tǒng)的施工。根據(jù)圍檁設(shè)計高程確定牛腿高程，以3 m的間距焊接鋼牛腿。牛腿焊接時要保持統(tǒng)一高程，盡量確保在同一水平面，確保圍檁在同一平面。圍檁采用雙拼H588型鋼，每隔1.5 m，腹板位置焊接2道10 mm厚加勁板，圍檁通過牛腿定位，圍檁長度不足的應(yīng)在坑外對接焊加長段，對接處三面圍焊，腹板處增焊加強鋼板，相鄰圍檁交匯處除應(yīng)對接焊成整體外，還應(yīng)增焊加勁板，以確保支護結(jié)構(gòu)的整體性。

四邊圍檁施工完畢后，進行內(nèi)支撐的施工。內(nèi)支撐采用φ530 mm×7 mm鋼管，支撐鋼管兩端的焊接面應(yīng)事先加工好，斜撐和橫撐的兩端制作成完整的交接斜面或平面，并在其上焊接鋼板，以便于和圍檁交界面形成飽滿對接。施工中，挖機配合人工定位各支撐，必要時先焊接牛腿，支撐與圍檁交接面四邊圍焊。整個支撐施工中按先邊角加強，再斜撐，后橫撐的順序進行。

焊接過程中要隨時注意高程變化，圍檁及支撐線性應(yīng)平順，平面內(nèi)應(yīng)水平，鋼板樁與圍檁有空隙的地方要插打木楔，以保證支護結(jié)構(gòu)傳力有效、可靠。

鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系焊接施工較多，要組織專人做好焊接質(zhì)量的檢查和控制工作。

(4)基坑開挖

在承臺最后一根鉆孔樁成樁后，即可做開挖準備工作。

承臺基坑采用機械開挖，人工配合，邊開挖邊支撐的方式。挖機由專人負責指揮，采取有計劃、有步驟的分層、分塊或分條對稱平行開挖。開挖順序必須和設(shè)計工況相一致，嚴禁超挖。開挖時安排專人配合土體觀測，及時反饋、及時掌握圍護樁及周邊環(huán)境的變化，發(fā)生異常情況時，應(yīng)立即停止挖土，并立即查清原因和采取措施，方能繼續(xù)挖土?；娱_挖完成后，清理基坑確?；訜o積水，有積水時可在邊角設(shè)置積水坑集中強排。在無水狀態(tài)填筑30 cm厚5～30 mm級配碎石，澆筑50 cm厚C30混凝土，再進行樁頭鑿除，樁基經(jīng)無損檢測合格后進行承臺鋼筋綁扎。待混凝土強度達到設(shè)計強度的80%后拆除第2道臨時支撐。

鋼板樁圍堰在抽水后若存在較小的漏水現(xiàn)象，在開挖及抽水時，在漏水處鋼板樁上迅速溜下一袋干細砂或鋸木屑、粉煤灰(煤渣)等填充物，在吸力的作用下填充物會被吸入接縫的漏水處，將漏水通道堵塞，有效地減少漏水量。

(5)變形觀測

①觀測方法

為了保證施工安全，須對鋼板樁支護進行變形觀測，采用肉眼觀察和儀器觀測相結(jié)合的辦法，專人負責觀測。

②測點布置

鋼板樁支護，長邊側(cè)按三等分點布置2個點，兩短邊中點各布置1個。

③觀測頻率

儀器觀測法:前2周每天觀測1次，第3周每2 d觀測1次。

肉眼觀察法:每天專人負責對四周地形、地貌進行觀察，發(fā)現(xiàn)是否有開裂或沉降現(xiàn)象，及時做好觀測記錄。

圍護結(jié)構(gòu):累計沉降量≤0.3%H(H為基坑深度)，變化速率≤3 mm/24 h或累計小于30 mm;結(jié)構(gòu)最大水平位移≤0.5%H，變化速率≤3 mm/24 h或累計小于30 mm。

當發(fā)現(xiàn)變形或沉降超標或肉眼觀察發(fā)現(xiàn)異常情況時，立即停止施工，待查明原因并采取加固措施后方可繼續(xù)施工。

(6)鋼筋安裝

承臺鋼筋在鋼筋加工棚內(nèi)加工，載重汽車運輸至工地，在現(xiàn)場安裝成型。鋼筋嚴格按設(shè)計圖紙加工，加工前填寫下料單，經(jīng)主管領(lǐng)導批準后方可進行加工。鋼筋安裝時確保安裝位置準確，線形順直，鋼筋間距及保護層厚度符合要求。鋼筋保護層采用外購混凝土保護墊塊，梅花形布置。安裝承臺上層鋼筋時，按要求設(shè)置架立支撐鋼筋。鋼筋焊縫長度單面焊為10d，雙面縫為5d(d為鋼筋直徑)，且焊縫飽滿。鋼筋安裝時應(yīng)注意安裝墩柱預留鋼筋，并采取措施確保鋼筋位置準確及固定。

主墩預埋鋼板，便于與下步施工0號塊臨時支撐鋼管連接固定。

(7)模板安裝

模板采用大塊組合鋼模板，面板用6 mm厚鋼板加工，模板縱橫向設(shè)置剛性加勁肋，模板間用螺栓連接。模板安裝采用16 t吊車進行拼裝，模板接縫用雙面膠粘貼，防止拼縫漏漿。對拉桿采用φ20 mm圓鋼，豎向分4層布設(shè)，水平方向按1.4 m間距進行布設(shè)。模板安裝線形順直，拼縫緊密，對拉桿拉接牢固。

(8)混凝土施工

混凝土由拌和站集中拌制，混凝土輸送車運輸?shù)浆F(xiàn)場，輸送泵泵送入模，插入式振搗器振搗。

承臺混凝土采用一次性澆筑，現(xiàn)場混凝土坍落度控制在160～180 mm。混凝土水平分層連續(xù)澆筑，每層控制在30 cm以內(nèi)。混凝土振搗采用φ50 mm振搗棒4臺，振搗按40 cm間距布點，分層振搗時插入下一層混凝土的深度為5～10 cm，振搗時間以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面出現(xiàn)浮漿為度，振搗密實，防止漏振、欠振或過振現(xiàn)象。

混凝土澆筑時檢查模板對拉桿松動情況，及時擰緊松動對拉桿，防止模板跑模。混凝土入模溫度控制在30℃以內(nèi)，同時按要求制作混凝土試塊。

(9)混凝土降溫措施

由于承臺混凝土施工屬于大體積混凝土，通過熱工計算混凝土內(nèi)外溫差在第3 d至第9 d超過25℃，需要對混凝土內(nèi)部進行降溫處理，降溫時間至混凝土澆筑完成后第12 d(混凝土熱工計算見附件)?；炷敛捎寐裰忙?2 mm冷卻鋼管進行內(nèi)部降溫，鋼管豎向按3層布設(shè)，每層單獨設(shè)置進水口及出水口，水平間距為80 cm。

混凝土澆筑完成后及時進行循環(huán)水降溫，并對混凝土內(nèi)部溫度進行監(jiān)控?；炷羶?nèi)部溫度采用測溫儀測溫，混凝土澆筑前應(yīng)先預埋測溫元件。

混凝土內(nèi)部溫度每隔2～4 h測試1次，并做好溫度記錄，同時對循環(huán)水進出口水溫進行測試，做好記錄。通過混凝土內(nèi)部溫度測試，控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。

通水冷卻結(jié)束后，管道用不低于混凝土強度的水泥漿注漿。

降溫管及測溫元件具體布設(shè)方式見圖3。

圖3 冷卻管及測溫元件布置(單位:cm)

(10)混凝土養(yǎng)生

澆筑完成后及時覆蓋6 mm厚的土工布進行灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生時間不少于14 d。

(11)鋼板樁支護拆除

拆除模板后，對四周進行回填，拆除第1道支撐，再拔除鋼板樁。先拔除轉(zhuǎn)角處鋼板樁，拔樁時注意樁機的負荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時，停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上撥，如此反復可拔出鋼板樁。

4 質(zhì)量保證措施

(1)嚴格按圖紙及技術(shù)規(guī)范要求進行施工。

(2)各工序嚴格按要求進行檢查驗收，驗收合格后方可進行下道工序施工。

(3)混凝土施工注意混凝土坍落度控制，確?；炷临|(zhì)量要求。

(4)加強混凝土振搗，做到振搗有規(guī)律，避免亂振而出現(xiàn)漏振及過振現(xiàn)象。

(5)嚴格控制混凝土入模溫度在30℃以內(nèi)。

(6)加強混凝土內(nèi)部降溫控制，及時準確做好溫度測試記錄。

5 安全保證措施

(1)施工人員進入施工現(xiàn)場必須按要求配戴好安全帽。

(2)開挖后的基坑，四周必須設(shè)防護并有明顯標志，待回填完成后拆除。

(3)基坑封底前，安排專人對基坑進行排水，確?；硬环e水。

(4)起重作業(yè)時，安排專人指揮。

(5)開挖作業(yè)時，進行分層倒退開挖，同時對開挖基坑按要求進行支撐支護，并避免破壞已施工的鋼板樁。

6 實施效果

小橫潦涇連續(xù)梁水中承臺嚴格按照施工方案進行施工，鋼板樁支護效果很好，確保了承臺施工質(zhì)量，工程進度按項目部要求完工，水中承臺施工達到了預期的效果。

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