鋼板樁雙層圍堰在奉干路浦南運河橋的施工應用

翁慧霞

（1.上海奉賢公路建設發(fā)展有限公司，上海市 201499；2.上海弘路建設發(fā)展有限公司，上海市 201499）

1 工程概況

奉干公路浦南運河橋位于上海市奉賢區(qū)奉城鎮(zhèn)，跨越浦南運河及北岸規(guī)劃二路，連接新、老川南奉公路，為二級公路穿城鎮(zhèn)段，設計時速60 km/h。設計道路中心線按規(guī)劃中心線走向，沿線設有一單圓平曲線。本文選擇介紹的奉干公路浦南運河橋南北向起訖樁號為K0+418.802～K0+746.803，橋梁全長328 m，橋?qū)?0.6 m。主橋上部結(jié)構采用連續(xù)組合鋼桁橋，主橋所跨河道為浦南運河，河道為6級航道，通航最小寬度為20 m/cos20.6246 m（約為21.9 m）。主橋7#、8#墩位置位于浦南運河中，根據(jù)設計水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場調(diào)查表明，浦南運河設計橋墩處水深2～3.3 m，河床土壤為粉砂粘土，河道總寬度為47 m。

7＃、8＃墩具體參數(shù)見表1。

表1 7＃、8＃墩參數(shù)表

承臺施工可以采用土圍堰、鋼板樁圍堰及鋼套箱等施工方法。浦南運河是通航河道，土圍堰不能保證施工安全；鋼套箱成本太高不夠經(jīng)濟。從施工安全、進度、經(jīng)濟、施工難度等方面綜合考慮和比較后，承臺施工采用鋼板樁圍堰施工方法。表2為雙層鋼板樁和拉森鋼板樁的造價對比。

雙層鋼板樁造價為1698952.98元，拉森鋼板樁造價為3032216.8元，雙層鋼板樁圍堰比較經(jīng)濟。

2 鋼板樁圍堰設計

圍堰時保證設計圖紙標明的通航凈寬約為21.9 m。圍堰方向與河道中心線平行，圍堰順河向長度為38.5 m，北岸單側(cè)圍堰垂直河向?qū)挾葹?2 m，南側(cè)單側(cè)圍堰垂直河向?qū)挾葹? m，伸進擋墻1 m，保留通航寬度約為26 m以上。如圖1、圖2所示。

圖1 圍堰平面布置圖（單位：m）

3 圍堰施工

3.1 施工選材

7#、8#墩施打圍堰樁，圍堰E30雙排鋼板樁，兩排樁距2.0 m左右，樁長9 m，入土深度5.8 m，樁頂高出常水位0.8 m。根據(jù)設定的位置，采用DZ90震動打樁錘進行施打。

3.2 施工工藝

打樁按順序依次以西向東，從外到內(nèi)進行。因鋼板樁在裝卸、運輸過程會出現(xiàn)撞傷、彎扭等變形現(xiàn)象，因此，鋼板樁在插打前有必要對其進行變形檢查。對變形嚴重的鋼板樁進行校正。圖3為施工順序圖。

3.3 圍堰施工

3.3.1 圍堰施工方法

運河北岸因鋼板樁施打位置距離運河河岸約為12 m，圍堰先打保護樁。保護樁施打完后，在岸邊擋墻附近設錨固和拉桿，每個錨固打一根30#槽鋼長9 m鋼板樁，拉桿用Ф28鋼筋連接，防止第一次堰體填土時擠壓保護樁造成側(cè)向傾斜，然后回填土。第一次填土完畢并壓實后，再繼續(xù)施工外圍鋼板樁，同時在每個轉(zhuǎn)角處增加2根角樁。在兩側(cè)擋墻處留1 m寬，待回填土完后再補打。外圍鋼板樁施打完后，再將外圍鋼板樁設一道圍檁，圍檁材料采用30#槽鋼。在第一次回土內(nèi)設地錨和拉桿，每個地錨打一根30#槽鋼長9 m鋼板樁，拉桿用Ф28鋼筋，電焊連接，防止填土時擠壓圍堰側(cè)向傾斜，同時在外圍樁的外側(cè)打3組保護樁，每組3根。運河南側(cè)外圍鋼板樁靠河岸邊大約9.0 m深，先施打內(nèi)側(cè)鋼板樁，回填土后再施打外圍鋼板樁，再將外圍鋼板樁設一道圍檁，圍檁材料采用30#槽鋼。在第一次回土內(nèi)設地錨和拉桿，每個地錨打一根30#槽鋼長9 m鋼板樁，拉桿用Ф28鋼筋，電焊連接，防止填土時擠壓圍堰側(cè)向傾斜，同時在外圍樁的外側(cè)打3組保護樁，每組3根。為確?；訃甙踩?，防止船只航行時不慎碰撞，損壞圍堰，之后，再施打內(nèi)側(cè)鋼板樁。

表2 雙層鋼板樁和拉森鋼板樁的造價對比

圖2 圍堰立面圖（單位：mm）

圖3 施工順序圖

圍檁拉桿施工完成后，在外圍樁的內(nèi)側(cè)用一層土工布及一層塑料尼龍布，緊貼鋼板樁，從上到下，直至河底，河底接口采用水下打撈人員進行處理。為防止漏水，處理完畢后即可回填粘土?；靥钔练綇闹虚g開始逐漸向兩側(cè)進行，一次到頂，把圍堰鋼板樁內(nèi)的水向兩側(cè)擠出，并整平壓實?；靥钔翙C械采用挖機、推機及自卸運輸卡車配合進行。填至通航常水面上0.8 m為止。

3.3.2 基坑開挖及承臺施工

開挖圍堰填土后，鑿除樁頭，綁扎鋼筋，安裝承臺模板，澆注2.5 m高承臺混凝土。在承臺基坑開挖時，必須有專人負責對圍堰壩體的滲漏和滑移進行巡視，若遇到類似情況發(fā)生應立即暫停基坑開挖施工，必須及時組織人力對滲漏部位用麻袋進行封堵，對壩體有滑移現(xiàn)象的部位進行加固。待安全隱患徹底排除后方可繼續(xù)挖土施工。

3.3.3 施工監(jiān)測

土方填筑完成以后開始進行樁基施工，在樁基施工階段須對圍堰壩體進行變形監(jiān)測。監(jiān)測頻率為圍堰修筑完成后須每天測量一次。若在施工過程中發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化異常，應立即會同監(jiān)理和施工單位分析產(chǎn)生原因，直至無安全隱患方可繼續(xù)施工。隨土方開挖施工承臺，待承臺完成以后再拆除圍堰。

3.3.4 圍堰拆除

待承臺構件施工完，混凝土達到一定強度后，拔樁機械采用600型液壓振動錘打樁機進行逐根拔除。全部拆除后，用水上挖泥船清除承臺四周殘留土方，以此確保航道正常通行，并保證河道水質(zhì)清爽和水面環(huán)境整潔。

鋼板樁拔除方法：先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1～2 min，使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢往上振拔，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，再往上拔，如此反復可將樁拔出來。

3.4 鋼板樁圍堰施工的關鍵技術

兩排鋼板樁之間填土是否緊密、堰體是否防滲是鋼板樁圍堰施工中的難點，是關系到圍堰是否能成功進行下道工序的關鍵因素。為此，須從鋼板樁施工插打、防滲塑料布設置、回土等每道工序加以控制。

（1）鋼板樁在插打時應保證其垂直，防止相互傾斜的鋼板樁之間產(chǎn)生較大縫隙。

以下為鋼板樁插打要點：

a.該工程施工采用的鋼板樁較短，起吊時可一次性起吊，起吊前在鋼板樁鎖口內(nèi)涂黃油，安置吊點。對每片鋼板樁插打都要認真做好跟蹤觀測，要求入巖不小于30 cm。

b.在鋼板樁下端系攬風繩2根，起吊鋼板樁接近垂直狀態(tài)時，利用攬風繩控制正反方向。

c.鋼板樁就位下插，第一片鋼板樁沿定位導向下插是整個圍堰的基準，要反復測量檢查，使其方向垂直，位置準確，必要時可加輔助設施，控制樁的左右位置。

d.將樁夾住后，進一步復核樁的垂直度、位置，移動吊點，認可后進行插打。使鋼板樁（第一片或第一組）下沉到既定標高，其它鋼板樁則以插打好的樁為準。對準鎖口，控制好方向，利用自重下插，當自重不能迫使下插時，可利用配重加壓。

e.在軟巖層上插打鋼板樁時，不能一味蠻干，當鋼板樁難以下插時，應停下來分析原因，檢查鎖口是否變形，樁身是否變形，鋼板樁有無障礙物等，以免磨損鋼板樁。

f.鋼板樁插打從下游端開始，沿單一方向進行，插打一次到位。由于圍堰大，鋼板樁數(shù)量多，鎖口間隔累計增大，施打圍堰時，鋼板樁容易傾斜，因此，每次打插完5片，用短鋼筋頭將鋼板樁點焊固定于內(nèi)導向框上，減少累積偏斜位移。

g.整個施工過程中，要用錘球始終控制每片樁的垂直度，及時調(diào)整。調(diào)整工具有千斤頂、木楔、導鏈等。插打過程中，須遵守“插樁正直，分散即糾，調(diào)整合攏”的施工要點。

以下為鋼板樁在插打過程中需注意的事項：

a.為保證插樁順利，要求樁身垂直，并且圍堰周邊的鋼板數(shù)要均分。為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設固定于圍堰支撐上的導向鋼管樁，順導向鋼管樁下插，使第一組鋼板樁樁身垂直。由于鋼板樁樁組上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調(diào)整，使每組鋼板樁在順圍堰周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5‰。

b.在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度。

c.打樁時必須在樁頂安裝樁帽，以免樁頂破壞，切忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。

d.同一圍堰的鋼板樁只能用同樣的鎖口，按設計尺寸計算出使用鋼板樁的數(shù)量，以確保夠用。

（2）兩排鋼板樁之間填土前，在內(nèi)外側(cè)兩排鋼板樁之間采用塑料雨布包裹回填土進行防滲處理。

（3）在開挖后承臺范圍內(nèi)在澆注墊層前，在鋼板樁內(nèi)側(cè)做積水坑，防止輕微的滲水對承臺施工的影響。

4 結(jié)語

鋼板樁雙層圍堰在奉干路浦南運河橋的成功應用，保證了施工安全和施工工期，節(jié)約了資金，提高了效益，為以后類似橋梁的施工積累了經(jīng)驗。

[1]楊文淵，徐犇.橋梁基礎施工工程師手冊[M].北京：人民交通出版社,2001.