橋梁水中墩鋼板樁圍堰施工技術(shù)

【摘 要】鋼板樁圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，發(fā)揮著越來越重要的作用。在實際施工中，鋼板樁圍堰施工技術(shù)是非常復(fù)雜和繁瑣的，其對于施工質(zhì)量也有著很大的影響。本文主要對新建臨沂至臨沭鐵路工程南古沭河特大橋墩鋼板樁圍堰施工技術(shù)進行了分析研究。

【關(guān)鍵詞】橋梁；墩鋼板樁；圍堰技術(shù)

一、工程簡介

新建臨沂至臨沭鐵路工程南古沭河特大橋全橋孔跨布置形式：35-32m單線簡支T梁；墩臺及基礎(chǔ)形式：單線T型橋臺，均采用單線圓端型實體橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該橋跨臨沭縣沭河，中心里程DK10+331.85，斜交角度95°00′，河寬約468米，水流自北向南，百年一遇水流為1.27m/s，水深一般11∽17米，最深21.5米，水位變化幅度2.0～3.0米，相應(yīng)枯水期水位為50.7m。13～27#墩屬水中墩共計15個，根據(jù)承臺入水的深度，14-25#墩承臺及水面以下墩身采用雙壁鋼套箱圍堰施工工藝，13#、26#、27#墩承臺及水面以下墩身采用拉森IV型鋼板樁圍堰施工工藝。

主要技術(shù)標準：

13-27#墩鉆孔樁直徑為1.25m，采用C40混凝土，承臺采用C45混凝土，墩身采用C35混凝土。14-25#墩承臺及水下墩身施工采用雙壁鋼套箱圍堰施工工藝，套箱側(cè)壁寬1.5m，封底砼采用標號C30，雙壁鋼套箱圍堰為承臺及水下墩身施工提供無水作業(yè)環(huán)境，同時兼作承臺模板，為保證承臺設(shè)計尺寸及平面位置，設(shè)計鋼圍堰內(nèi)凈尺寸比承臺外輪廓每邊大30cm。13#、26#、27#墩承臺及水下墩身施工采用拉森IV型鋼板樁圍堰施工工藝，封底砼采用標號C30。鋼板樁圍堰為承臺及水下墩身施工提供無水作業(yè)環(huán)境，為保證承臺模板施工空間，設(shè)計鋼板樁圍堰內(nèi)凈尺寸比設(shè)計承臺每邊大1.25m。

二、鋼板樁圍堰施工的施工技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場水深及設(shè)計承臺底標高，13#、26#及27#水中墩采用鋼板樁圍堰施工工藝。

鋼板樁在工廠內(nèi)加工制作，運到工地后，進行檢查、分類、編號及登記，并對鎖口進行檢查：用一塊長1.5～2.0m符合類型、規(guī)格的鋼板樁作標準，將所有同類型的鋼板樁作鎖口通過檢查，檢查用絞車或卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾作通過鎖口檢查。凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均進行整修，按具體情況分別用冷彎，熱敲（溫度不超過800～1000℃）、焊補、鉚補、割除、接長等。本圍堰采用鋼板樁長度為18m，鋼板樁長度不夠時，采用12m+6m焊接，焊接時先對焊或?qū)⒔涌谘a焊合縫，再焊加固板，焊接必須牢固；相鄰鋼板樁接長縫注意錯開。組樁及單塊樁兩側(cè)鎖口均在插打前涂以黃油或熱的混合油膏，以減少插打時的摩阻力，并增加防滲性能。

1、鋼板樁圍堰施工工藝

拆除鉆孔平臺→測量放線→設(shè)置導(dǎo)樁框架→清理及焊接鋼板樁→插打鋼板樁→安裝頂層內(nèi)支撐→挖泥至設(shè)計標高→澆筑封底混凝土→封底混凝土達到設(shè)計強度的90%后繼續(xù)抽水設(shè)置內(nèi)支撐→堵漏→清基、割鋼護筒、鑿樁頭→承臺和墩身施工→震動拔除鋼板樁。

2、鋼板樁圍堰施工方法

鉆孔平臺使用浮吊及履帶吊進行拆除，拆除完成后測量人員配合施工人員在鋼護筒靠圍堰側(cè)焊定位鋼筋頭并掛線，作為鋼板樁圍堰內(nèi)邊線，比承臺尺寸每邊外擴1.25m。鋼板樁從上游角樁開始打入第一片鋼板樁，然后逐步順導(dǎo)線向兩邊插打，在下游角樁合攏，如下圖1所示意：

最初的一、二塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。每完成3米測量校正1次，確保在同一直線上。首先逐根將鋼板樁插打到進入穩(wěn)定的深度，鋼板樁合龍通過精確計算，確定合龍口位置，配置相應(yīng)規(guī)格的異形鋼板樁，現(xiàn)場實測異形鋼板樁的角度和尺寸，根據(jù)實際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個圍堰的密封性。

圍堰合龍后抽水，設(shè)置內(nèi)支撐體系，由圍檁及內(nèi)撐組成，圍檁采用雙拼I40a工字鋼，內(nèi)支撐為雙拼I25a工字鋼，施工時先在圍堰四周設(shè)置圍檁，再加設(shè)內(nèi)撐，頂層內(nèi)支撐設(shè)置在標高50.42m處。

首層內(nèi)支撐設(shè)置完成后用吸砂泵配合抓斗清除圍堰內(nèi)多余砂土至設(shè)計封底混凝土底標高，測量人員復(fù)測標高后即可開始澆筑水下封底混凝土。封底混凝土采用標號C30混凝土，澆筑過程同鋼套箱圍堰封底混凝土澆筑相同。

砼澆筑完畢并達到設(shè)計強度的90%后，再抽水并向下繼續(xù)設(shè)置圍堰內(nèi)支撐，方法同首層內(nèi)支撐。抽水過程中，為確保內(nèi)支撐受力均勻，應(yīng)將鋼板樁與內(nèi)支撐之間縫隙用硬木楔等塞緊。

抽水過程中圍堰出現(xiàn)漏水情況，應(yīng)及時用過篩爐渣、木屑、粘土（按比例1：1：1）拌合物進行堵漏，漏縫較深時，將爐渣拌合物裝入袋內(nèi)，到水下適當(dāng)深度處倒爐渣堵漏。

抽水完成后，割除多余鋼護筒，使用浮吊吊出并運送至鋼結(jié)構(gòu)加工場地整修備存。鑿除樁頭并進行檢樁，合格后綁扎承臺鋼筋，支立承臺模板澆筑承臺，墩身施工完畢后，承臺及墩身同陸上施工。注水拆除圍堰內(nèi)支撐體系，方法與安裝時相反，內(nèi)支撐拆除完畢后使用浮吊吊起震動錘依次拔除鋼板樁。

三、鋼板樁圍堰施工工藝的工程價值分析

從鋼板樁圍堰施工工藝的實際使用情況來看，鋼板樁圍堰方案具有較突出的優(yōu)點，取得了良好的使用效果。

1、鋼板樁圍堰施工工藝的速度快

由于采用振動打樁法，鋼板樁的打入速度很快，正常情況下，約每 3～5 分鐘就可以打入一根鋼板樁，而鋼板樁圍堰施工一般只需要5 天時間，拔鋼板樁一般需要 6 天時間，相對于現(xiàn)場浮沉、沉箱至少需要 15～20 天才能完成的鋼套箱圍堰，鋼板樁圍堰法大大節(jié)省了施工時間，有效的提高了施工效率。

2、鋼板樁圍堰比較安全可靠

鋼板樁是由國外設(shè)計的并已經(jīng)使用多年的成熟的產(chǎn)品，它的截面強度和剛度都比較大，整體強度通過內(nèi)支撐來加強。由于鋼板樁的截面統(tǒng)一，檢算方法比較簡單，因此，可以根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)水文情況，來快速設(shè)計內(nèi)支撐形式，檢算其安全性能，并且還可根據(jù)實際觀測情況，隨時增強內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，從而可以確保鋼板樁圍堰施工的安全。而鋼套箱圍堰是整體性的設(shè)計，涉及殼結(jié)構(gòu)、空間桁架結(jié)構(gòu)等，計算較為復(fù)雜，施工條件變化后，還需要重新設(shè)計，極其不方便，并且工程量也比較大。實踐證明鋼板樁圍堰設(shè)計是安全可靠的。

3、鋼板樁施工成本相對較低

鋼板樁圍堰施工單位一般是采用租賃方式，在工廠進行加工的，這就減少了大量的資金投入。并且鋼板樁自身抗彎模量和剛度都比較大，并且支撐還可以周轉(zhuǎn)使用，這就使得其需要增加的支撐結(jié)構(gòu)相對較少。鋼板樁采用履帶吊和振動錘配合來施工，投入的施工設(shè)備比較少，同時這些設(shè)備還能用于其他鋼管樁、支架等項目的施工，從而大大提高了設(shè)備的利用率。由于鋼板樁圍堰施工工藝相對較為簡易，單個構(gòu)件體積和重量小，所需施工人員較少，一般只需要 10 人左右就能滿足施工，因而施工的費用比較低。

四、保證質(zhì)量的相關(guān)措施

在保證鋼板樁的質(zhì)量上要注意的問題非常多，首先，要在打樁過程中進行重視，在打樁的時候不要使用過大的力氣進行敲擊，而且在施工過程中一定要進行樁帽的安裝，這樣能夠避免在敲擊過程中出現(xiàn)樁頂被敲壞的情況。在進行鋼板樁插打過程中，對其垂直度通常不能進行確定，因此，在施工過程中對垂直度進行檢測是非常必要的，一旦出現(xiàn)垂直度較差的情況，要進行修正，進行二次施工。同時，在首次施工的時候在打進的深度上也有一定的要求，在敲打過程中只要敲到一半的深度就好，然后進行垂直度的檢測，這樣在進行檢測的時候，一旦出現(xiàn)問題，對樁體的拔出也是非常方便的。在進行第二次施工的時候，在深度方面也要進行控制，垂直度檢測的結(jié)果是非常好的情況下，可以進行繼續(xù)敲定。在圍堰的過程中，也會出現(xiàn)一定的意外，非常容易出現(xiàn)圍堰外面的水位低于里面水位的情況，為了更好的使兩者之間形成平衡關(guān)系，要對圍堰內(nèi)的水進行抽出，在抽出以后要對其進行封閉。在進行抽水的過程也非常容易出現(xiàn)漏水的情況，因此，在進行抽水的時候，也要借助細小物質(zhì)的力量，將鋼板樁出現(xiàn)漏水的部位進行封堵。

結(jié)束語

鋼板樁圍堰不僅有利于加快施工工期，還有利于降低施工成本，是一種安全、快捷、環(huán)保、造價低的一種施工方法，今后應(yīng)大力進行推廣，讓它發(fā)揮更大的經(jīng)濟和社會效益。鋼板樁圍堰的可多次重復(fù)使用，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的原則，有利于更好的節(jié)約資源，并且鋼板樁圍堰的適應(yīng)范圍廣泛，為此成為廣大工程師施工時的常用對象，從而取得了巨大的發(fā)展

空間。

參考文獻：

[1]郭若楊.水利工程中鋼板樁圍堰施工工藝[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013（2）.

[2]林屹.淺談鋼板樁圍堰設(shè)計與施工[J].哈爾濱鐵道科技，2003（3）.

[3]陳偉.單層鋼板樁深水圍堰施工技術(shù)及其應(yīng)用[J].民營科技，2013（2）.