鋼板樁圍堰在橋梁樁基加固中的應(yīng)用

張琳琳

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

鋼板樁圍堰在橋梁樁基加固中的應(yīng)用

張琳琳

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

對(duì)于橋梁水中樁基的病害處理方法主要有筑島明挖、水中平臺(tái)、鋼套箱、沉樁法、鋼板樁圍堰等。某項(xiàng)目大橋因河床沖刷導(dǎo)致樁基外露，影響到了橋梁樁基的穩(wěn)定性，本文提出采用鋼板樁圍堰施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固，收到了良好的效果。

鋼板樁；橋梁；樁基；加固施工

1 工程概況

某大橋總長(zhǎng)1145.3m，主橋6～8號(hào)橋墩設(shè)計(jì)為六邊形柱墩，引橋30m預(yù)制連續(xù)T梁和20m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)空心板橋墩均設(shè)計(jì)為雙柱式墩，其中1～15、19～21、38、39號(hào)橋墩樁基采用嵌巖樁，其余橋墩樁基均采用摩擦樁。設(shè)計(jì)單位于2009 年3月完成設(shè)計(jì)，由于施工過(guò)程中南岸橋位上游約100m處主堤被挖砂破壞，2010年1月又進(jìn)行了變更設(shè)計(jì)，將主堤內(nèi)的路基改為20m空心板橋，大橋于2011年12月建成進(jìn)行交工驗(yàn)收合格，檢測(cè)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的工程質(zhì)量缺陷和影響通車運(yùn)營(yíng)安全的問題，于2012年4月通車試運(yùn)行。由于河流改道，大橋下部結(jié)構(gòu)橋墩水下樁基被掏空和沖刷，沖刷導(dǎo)致樁身上部外露5～16m不等、樁身自由長(zhǎng)度增加，受河水沖刷侵蝕，18～21號(hào)橋墩樁身外露部分表面混凝土剝落、鋼筋銹蝕，樁基樁身自身強(qiáng)度及穩(wěn)定性顯著降低，給大橋運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)隱患。根據(jù)現(xiàn)有河床地面線對(duì)穩(wěn)定性最不利的18號(hào)橋墩在原設(shè)計(jì)文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算，橋墩樁基強(qiáng)度滿足受力要求，但必須及時(shí)進(jìn)行保護(hù)處理。

2 施工方案選擇

針對(duì)水中樁施工條件，施工單位提出四個(gè)處理方案：（1）水下施工，潛水員下河進(jìn)行樁基表面處理，然后用鋼護(hù)筒進(jìn)行圍護(hù)，澆筑30cm的素砼。（2）從河岸向20#～18#做圍堰，通過(guò)圍堰進(jìn)行施工。（3）墩筑島并結(jié)合鋼板樁施工。（4）采用鋼套箱施工。第一種方案為水下施工，質(zhì)量檢查和控制難度大，存在質(zhì)量隱患。第二種方案受土場(chǎng)因素影響，工程量大，工期長(zhǎng)，費(fèi)用高，第四種方案費(fèi)用較高，因此最終選擇第三種方案。

3 鋼板樁圍堰施工方法與工藝

3.1 鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)

我們參照了《公路橋涵施工手冊(cè)》經(jīng)驗(yàn)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)［1-2］。同時(shí)，為避免出現(xiàn)較大的變形，在對(duì)鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)時(shí)也進(jìn)行了理論算法。

3.2 施工平臺(tái)填筑

為了18#墩、19#墩鋼板樁施工在干處完成，我們沿著河岸進(jìn)行了筑島施工，筑島面積約為45m×70m，平均厚度約為7m，填筑高出水面1.5m。然后對(duì)鋼板樁的施打位置施工放樣，拉繩進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

3.3 打樁機(jī)具

根據(jù)施工條件，采用履帶式液壓震動(dòng)錘施工，此機(jī)械原理為挖機(jī)式操作方式，在液壓臂端安裝嵌板式震動(dòng)錘，起吊高度小，鋼板樁固定穩(wěn)定。

3.4 帶式液壓打樁機(jī)就位施打鋼板樁施工要點(diǎn)

（1）先用吊車將鋼板樁吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁，插樁時(shí)要對(duì)準(zhǔn)鎖口，每插入一塊即套上樁帽輕輕加以振動(dòng)。將組拼好的鋼板樁用履帶式液壓打樁機(jī)吊起，啟動(dòng)振動(dòng)錘施打，插打鋼板樁時(shí)要嚴(yán)格控制好樁的垂直度，尤其是第一組樁要從兩個(gè)相互垂直方向同時(shí)控制，確保不傾斜。開始插打鋼板樁后，逐步將導(dǎo)框轉(zhuǎn)掛在已打好的板樁上。

（2）鋼板樁就位下插。第一組鋼板樁沿導(dǎo)向架圍檁下插，它是整個(gè)圍堰鋼板樁的基準(zhǔn)，要反復(fù)掛線檢查，使其方向、垂直位置準(zhǔn)確。其余各樁組，則以已插樁組為準(zhǔn)，對(duì)好鎖口后，采用打樁機(jī)下插。鋼板樁插打方法為：開始的一部分逐塊插打，一部分則先插合攏后再打，每邊由一角插至另一角。一般鋼板樁傾斜度應(yīng)小于1%，插入樁位的鋼板樁須緊靠圍檁，如不能緊靠時(shí)，其間隙應(yīng)小于20mm，并填塞密實(shí)。每組鋼板樁必須按編號(hào)插入正確的樁位，每組偏差應(yīng)小于±15mm。樁尖高程符合設(shè)計(jì)要求，標(biāo)高偏差±100mm。將已插好的鋼板樁，點(diǎn)焊固定于圍檁上。按上述步驟逐組下插鋼板樁，直至圍堰合攏。

（3）架設(shè)圍檁，對(duì)頂撐選用600×300H型鋼雙拼，支撐與鋼板樁間設(shè)置圍囹，圍囹采用H型鋼雙拼，尺寸=600×300，置于基坑內(nèi)側(cè)，與鋼板焊接牢固，使圍檁和鋼板樁形成一體，防止基坑底部?jī)?nèi)移或外移。

（4）在施工支撐及樁身的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)支撐的變形、鋼板樁的變形、基坑內(nèi)流動(dòng)水量及圍堰的位移等。

3.5 基坑開挖

鋼板樁打入到位后，基坑采用沖水翻砂開挖施工。施工時(shí)，先用沖刷挖砂至第一道支撐處，抽出基坑內(nèi)水，焊接第一道，圍檁圍檁焊接完成后，再抽水至基坑，沖水開挖至第二道圍檁處。焊接第二道圍檁，設(shè)置好第二道支撐后，再進(jìn)行土方開挖，直至基坑底。預(yù)留30cm厚人工清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高，即可進(jìn)行墊層封底施工。開挖基坑時(shí)，棄砂按指定地點(diǎn)排放，基坑上口5m以內(nèi)不得沖刷，以免影響邊坡穩(wěn)定?；娱_挖完成后立即進(jìn)入下道工序施工。水泵抽砂時(shí)設(shè)專人指揮，并備用一臺(tái)發(fā)電機(jī)，以保證施工安全和開挖準(zhǔn)確，密切關(guān)注鋼板樁變形情況。在基坑底四周挖排水溝，排水溝采用500×200mm，基坑對(duì)角設(shè)置集水坑（集水坑設(shè)置不影響支護(hù)安全以及承臺(tái)施工），然后用潛水泵抽水，排入河道?；娱_挖完畢后，對(duì)基底采用澆筑C20的混凝土進(jìn)行封底，封底混凝土厚度為20cm厚，并在混凝土加入早強(qiáng)劑，加速混凝土凝固。

3.6 樁基處理施工順序

①進(jìn)場(chǎng)后，先施打18#墩左幅離岸側(cè)→施工左側(cè)→施工靠岸側(cè)→左右幅中間→右幅離岸側(cè)→右幅靠岸側(cè)→右幅右側(cè)合龍。在18#墩左幅鋼板樁合龍后，基坑開挖班組對(duì)基坑進(jìn)行抽水，鋼板樁施工班焊接第一道圍檁；開挖至第二道圍檁時(shí)，停止開挖，繼續(xù)抽水，焊接第二道圍檁，直至最后一道圍檁焊接完；人工找平設(shè)計(jì)底標(biāo)高，施工封地墊層→搭設(shè)腳手架→鑿毛樁基面，除銹，綁扎鋼筋→安裝模板→澆注混凝土回填→拔樁。②在18#墩左幅基坑開挖的同時(shí)，進(jìn)行19#墩左幅鋼板樁施打施工，并緊跟18#墩左幅后進(jìn)行開挖→澆筑→回填→拔樁。③進(jìn)行18#墩右幅鋼板樁施打施工，緊跟19#墩左幅后進(jìn)行開挖→澆筑→回填→拔樁。④進(jìn)行19#墩右幅鋼板樁施打施工，緊跟18#墩右幅后進(jìn)行開挖→澆筑→回填→拔樁。⑤在不影響18#、19#施工的同時(shí)，20#、21#墩采用平行施工開挖→澆筑→回填，節(jié)約工期。整個(gè)施工順序，以18#墩為關(guān)鍵線路的原則，一切人工、機(jī)械施工向18#墩傾斜。⑥鋼板樁的拔除。在拔除鋼板樁前，當(dāng)回填至支撐處，拆除支撐，直至回填至基頂。

4 結(jié)束語(yǔ)

鋼板樁圍堰施工能有效地將水中施工向“干法施工”轉(zhuǎn)變，既為保證橋梁樁基處理質(zhì)量提供了保障，又能節(jié)省工程費(fèi)用，降低工程造價(jià)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］李迎九.鋼板樁圍堰施工技術(shù)［J］.橋梁建設(shè)，2011（2）：76-79+84.

［2］符義濤.鋼板樁圍堰在橋梁水中承臺(tái)施工中的具體應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（4）：73-74.

Cofferdam in Bridge Pile Reinforcement of steel sheet pile

Zhang Lin-lin
（China railway 19TH bureau group 2nd co.，LTD，Shenyang Liaoning 110000）

Bridge water treatment methods for diseases of the main island built pile cut and cover，water platform，steel sleeve box，pile method，steel sheet pile cofferdam.Bridge due to a project leads to pile exposed riverbed erosion，affecting the stability of the bridge pile，this paper proposes the use of steel sheet pile cofferdam construction technology be reinforced，with good results.

Steel sheet pile；bridge；pile；reinforcement construction

U445.7+2

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2015.04.009

1672-7304（2015）04-0018-02

（責(zé)任編輯：吳 芳）

張琳琳（1981-），女，遼寧遼陽(yáng)人，研究方向：鐵路與橋梁。