探究水中墩施工技術(shù)的工程實(shí)際應(yīng)用

[摘要]本文結(jié)合實(shí)際工程，論述了浙江紹興特大橋水中墩施工技術(shù)和方案，并闡述了作者的相關(guān)理念、認(rèn)識(shí)和教訓(xùn)，以期對(duì)今后類似工程的設(shè)計(jì)、施工有一定的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]水中墩；施工技術(shù)；紹興特大橋

1.工程概況

1.1基本情況。浙江紹興特大橋起訖里程DK47+985.250～DK65 +704全長(zhǎng)17.719km，設(shè)計(jì)為正線雙線客運(yùn)專線橋，呈雙線布置?？卓绮贾脼椋汉?jiǎn)支梁492孔，440孔32m＋52孔24m；懸臂連續(xù)梁和膺架現(xiàn)澆梁特殊結(jié)構(gòu)17處，(60+100+60）m連續(xù)梁+(48+80+48）m連續(xù)梁+6×(40+64+40）m連續(xù)梁+ (40+56+40）m連續(xù)梁+6×(32+48+32）m連續(xù)梁+2×40m簡(jiǎn)支梁；下部結(jié)構(gòu)為：空心橋臺(tái)、雙線直坡啞鈴狀矩形實(shí)體橋墩，整體式矩形承臺(tái)，鉆孔樁群樁基礎(chǔ)。紹興特大橋在水中、靠岸邊的橋墩有118個(gè)，水深約1.0m～4.5m，處于凹地、高水位的橋墩約87個(gè)，經(jīng)設(shè)計(jì)勘察對(duì)水中、水邊及凹地多水的橋墩承臺(tái)基礎(chǔ)采用鋼板樁圍堰的施工設(shè)計(jì)方案。

2.總體施工方法

2.1搭設(shè)平臺(tái)鋼板樁圍堰法?？绾用孑^寬、水較深的水中墩采用平臺(tái)鋼板樁圍堰法，先搭臨時(shí)棧橋接近墩位，搭設(shè)水上施工平臺(tái)，施工平臺(tái)打φ500鋼管樁作基礎(chǔ)，樁頂用I40a工字鋼作橫梁，橫梁上鋪設(shè)8根I40a工字鋼，頂上再滿布方木。工作平臺(tái)的平面尺寸與承臺(tái)(長(zhǎng)am×寬bm)尺寸相同，在平臺(tái)上安裝鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔樁施工，孔樁施工完成后，沿承臺(tái)周圍打插鋼板樁圍堰，鋼板樁圍堰尺寸為(長(zhǎng)(a+3)m×寬(b+3)m)，拆除施工平臺(tái)，對(duì)圍堰進(jìn)行支撐加固、抽泥漿至承臺(tái)底以下的標(biāo)高，對(duì)承臺(tái)底以下50cm用C25砼進(jìn)行封底，施工承臺(tái)、墩身，鋼板樁圍堰用拉森式Ⅳ型鋼板。

2.2鋼板樁圍堰填土筑島法。在河面較寬、水不很深的橋墩處，用浮吊在橋墩承臺(tái)周圍打插鋼板樁，鋼板樁圍堰完成后，在水面高處對(duì)鋼板樁四周外圍用I40a型鋼內(nèi)拉鋼筋進(jìn)行加固，在鋼板樁圍堰內(nèi)埋設(shè)鋼護(hù)筒，回填黏土或砂土，土層上鋪設(shè)鋼板或方木，在圍堰內(nèi)形成施工平臺(tái)，安裝鉆機(jī)進(jìn)行孔樁施工，待樁基完成后，把圍堰內(nèi)的泥土用泥漿泵吸至浮船上運(yùn)到指定棄點(diǎn)。同時(shí)解除鋼板樁四周的加固，對(duì)鋼板樁內(nèi)側(cè)進(jìn)行支撐加固，開挖至承臺(tái)底標(biāo)高，施工承臺(tái)和墩身完畢后，對(duì)河道進(jìn)行清理恢復(fù)原貌。本工程水中墩施工方案主要介紹水中墩鋼板樁圍堰的施工方法和鋼板樁圍囹支撐的安全檢驗(yàn)。

3.鋼板樁圍堰施工方法

3.1插打鋼板樁。鋼板樁采用逐塊插打到底，矩形圍堰先插上游邊，在下游合龍。鋼板樁平面尺寸應(yīng)在承臺(tái)長(zhǎng)寬尺寸上各加1.5m×2，在導(dǎo)向架上設(shè)置一個(gè)限位框架，大小比鋼板樁每邊放大2cm，第一根鋼板樁插打時(shí)鋼板樁背緊靠導(dǎo)向架，邊插打邊將吊鉤緩慢下放。這時(shí)在互相垂直的兩個(gè)方向用經(jīng)緯儀觀測(cè)，以確保鋼板樁插正、插直，然后以第一根鋼板樁為基準(zhǔn)，再向兩邊對(duì)稱插打鋼板樁。鋼板樁打樁前進(jìn)方向的鎖口下端用木栓塞住，防止泥砂進(jìn)入鎖口內(nèi)，影響以后插打。

3.2合攏。合攏前的準(zhǔn)備，在即將合攏時(shí)，開始測(cè)量并計(jì)算出鋼板樁底部的直線距離，再根據(jù)鋼板樁的寬度，計(jì)算出所需鋼板樁的片數(shù)，按此確定下一步鋼板樁如何插打。合攏時(shí)樁的調(diào)整處理，為了便于合攏，合攏處的兩片樁應(yīng)一高一低。方形鋼圍堰有4個(gè)面，打完的每一片鋼板樁都要沿導(dǎo)向架的法線和切線方向垂直，合攏應(yīng)選擇在角樁附近（一般離角樁4～5片），如果距離有差距，可調(diào)整合攏邊相鄰一邊離導(dǎo)向架的距離。

3.3安裝內(nèi)支撐。施工承臺(tái)前，對(duì)圍堰內(nèi)的水和泥土用吸漿泵進(jìn)行抽排，或人工配合挖機(jī)進(jìn)行圍堰內(nèi)的土石方清理，同時(shí)進(jìn)行鋼板樁圍堰內(nèi)支撐的安裝，以防水壓力過大影響圍堰內(nèi)的施工安全。 內(nèi)支撐的設(shè)置，除了考慮受力外，還應(yīng)考慮不妨礙堰內(nèi)施工。內(nèi)支撐自上而下設(shè)置三層圍囹支護(hù)，一邊抽水，一邊安裝，根據(jù)水壓力和土壓力計(jì)算決定支撐數(shù)量。內(nèi)支撐周邊梁頂層采用雙拼2I40a工字鋼，底下兩層采用2I50a工字鋼，中間縱向支撐采用外徑φ400mm壁厚10mm的圓鋼管，按一定間距布置，四角采用圓鋼管或工字鋼斜撐。支撐擬采用三道，上下間距視實(shí)際工況而定。

3.4砼封底。鋼板樁圍堰的砼封底，應(yīng)分為水下封底和干灌砼封底，若地質(zhì)淤泥層厚或鋼板樁長(zhǎng)不足夠長(zhǎng)，圍堰清淤至基底時(shí)，易造成基底隆起、管涌時(shí)，則采用水下砼封底法施工；若基坑清除至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以下約50cm時(shí)，基坑抽干水后，不發(fā)生基底隆起、管涌時(shí)，可進(jìn)行干灌砼封底，砼封底的平面尺寸若與承臺(tái)底相同，應(yīng)待砼強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)，用短支撐和橫梁與封底砼連成一體取代第三道支撐。同時(shí)觀察圍堰擋水止水效果：若鋼板樁圍堰內(nèi)表面出現(xiàn)少量滲漏水，可用棉絮進(jìn)行局部堵塞。

3.5施工承臺(tái)和墩身。鑿除樁頭、樁基檢測(cè)，破樁頭前，應(yīng)在樁體側(cè)面用紅油漆標(biāo)注高程線，以防樁頭被多鑿，造成樁頂伸入承臺(tái)內(nèi)高度不夠。破除樁頭時(shí)應(yīng)采用空壓機(jī)結(jié)合人工鑿除，上部采用空壓機(jī)鑿除，下部留有10～20cm由人工進(jìn)行鑿除。鑿除過程中保證不擾動(dòng)設(shè)計(jì)樁頂以下的樁身砼。嚴(yán)禁用挖掘機(jī)或鏟車將樁頭強(qiáng)行拉斷，以免破壞主筋。將伸入承臺(tái)的樁身鋼筋清理整修成設(shè)計(jì)形狀，復(fù)測(cè)樁頂高程，樁基檢測(cè)合格后進(jìn)入承臺(tái)施工。

承臺(tái)鋼筋集中加工，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎，底層承臺(tái)鋼筋網(wǎng)片與樁身鋼筋焊接牢固；搭設(shè)鋼管架綁扎、定好上層承臺(tái)鋼筋和預(yù)埋于承臺(tái)內(nèi)的墩身鋼筋。安裝冷卻水管，預(yù)埋墩身鋼筋、綜合接地線等，在特殊結(jié)構(gòu)的橋墩承臺(tái)位置處，應(yīng)在承臺(tái)上提前預(yù)埋現(xiàn)澆支架的定位預(yù)埋鋼筋或其它預(yù)埋構(gòu)件。安裝承臺(tái)模板，加固通過型鋼、方木、拉桿與基坑四周坑壁擠密、撐實(shí)，確保模板穩(wěn)定牢固、尺寸準(zhǔn)確。檢驗(yàn)合格后，澆注承臺(tái)砼。

本橋?qū)嶓w墩墩身較低（10m高左右），采用大塊鋼模板一次澆筑成型（墩身和墩帽），混凝土通過泵車泵送入模，墩身模板和鋼筋采用汽車起重機(jī)垂直吊裝作業(yè)。澆筑完成后先帶模澆水養(yǎng)生，拆模后覆蓋塑料膜養(yǎng)生。

3.6拔樁。水中墩身施工結(jié)束，拔除鋼板樁采用振動(dòng)錘拔樁，利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，擾動(dòng)土質(zhì)，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。拔樁時(shí)先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1min～2min，使鋼板樁周圍的土松動(dòng)，產(chǎn)生液化，減少土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時(shí)，應(yīng)停止拔樁，先振動(dòng)1～2分鐘后再往下錘0.5m～1.0m再往上振拔，如此反復(fù)既可將樁拔出來。

結(jié)語

水中墩一般在枯水季節(jié)施工，人力設(shè)備投入較多;但必須有先后輕重之分，施工準(zhǔn)備必須充分且要提前；施工期間要根據(jù)工期要求周密設(shè)計(jì)、合理組織、精心施工，切實(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理。

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