鐵路橋梁水中墩施工中鋼板樁工藝探討

姚青松

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化建設(shè)的不斷完成，運輸事業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)，從而使我國鐵路建設(shè)的步伐越來越快，鐵路建設(shè)的覆蓋面越來越寬，遇到的施工問題也越來越多，其中水中墩的施工難度較大，情況較為復(fù)雜。而鋼板樁工藝在鐵路橋梁水中墩施工中得到了很好的應(yīng)用，并且得到了很好的效果。該研究者就鐵路橋梁水中墩施工中鋼板樁工藝以及與鋼圍堰的進(jìn)行對比探討，并對其施工中的注意事項做了詳細(xì)闡述，以供施工企業(yè)參考和同行之間交流。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁 水中墩施工 鋼板樁 工藝

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（a）-0085-02

在鐵路交通運輸需求量越來越大的今天，為了進(jìn)一步促進(jìn)我國社會經(jīng)濟水平更快發(fā)展，我國加大了各項基礎(chǔ)鐵路建設(shè)的投資力度，相繼開展了多段鐵路建設(shè)，擴大了我國鐵路網(wǎng)的覆蓋范圍，促進(jìn)了鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展，這就不可避免的需要進(jìn)行大量的水中橋墩施工。而在鐵路建設(shè)不斷開展的過程中，水中鐵路橋梁施工也隨之不斷增多，施工難度不斷增強。然而，鋼板樁工藝應(yīng)運而生，鋼板樁是建筑施工中的一項重要的施工材料，在鐵路橋梁水中墩的施工過程中，鋼板樁的廣泛應(yīng)用，可以利用鋼板樁在鐵路橋梁水中墩施工中的實際作用和使用情況，以力學(xué)模型的形式對鋼板樁進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計，從而對鋼板樁的抗滑性能和抗傾覆性能進(jìn)行有效的計算，對其鋼板樁應(yīng)用的影響因素進(jìn)行全面的分析，嚴(yán)格的控制鋼板樁的施工質(zhì)量，發(fā)揮在工程中的重要作用。

1 鐵路橋梁水中墩施工概況

1.1 工程概況

某鐵路段的橋梁工程全長為476.50m，跨越一條河流，該河流寬為185m，水深 5.6～10.8m，水流平緩，橋址處每年4～9月暴雨較為集中，為汛期，江水的水位變化影響橋梁7～10號水中墩施工。該橋跨越河流為Ⅵ級航道，通航水位為28.13m，通航凈高5.6m，凈寬2*50m。鉆探資料顯示，橋位處自上而下地質(zhì)情況分別為粗圓礫土、卵石土、全風(fēng)化花崗巖、強風(fēng)化花崗巖、弱風(fēng)化花崗巖。原設(shè)計施工方案架設(shè)鋼便橋作為施工便道，7號、8號、10號墩利用鉆孔樁平臺及鋼板樁圍堰施工樁基礎(chǔ)及承臺，9號墩利用鉆孔樁平臺及雙壁鋼圍堰圍堰施工樁基礎(chǔ)及承臺。

1.2 水中墩承臺施工總體思路及流程

4個水中基礎(chǔ)有兩種方式施工，成本較高，特別9號墩雙壁鋼圍堰施工周期較長，經(jīng)相關(guān)必選及計算，毅然提出用鋼板樁圍堰替代雙壁鋼圍堰施工9號墩基礎(chǔ)。經(jīng)評審?fù)ㄟ^，該大橋水中墩基礎(chǔ)采用先樁基后圍堰的方法施工，用單排鋼板樁圍堰隔水進(jìn)行水中墩的承臺。在進(jìn)行具體的施工之前，為了實現(xiàn)鋼板樁的有效應(yīng)用，施工人員對鋼板樁進(jìn)行受力模型的建立，進(jìn)行受力分析計算，確定該方案切實可行，圍堰結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定之后，才能保證鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，保證鐵路橋梁水中墩的施工質(zhì)量。如圖1所示，鋼板樁受力模型。

在工程水中墩的施工過程中，鋼板樁圍堰的施工流程主要是：施工準(zhǔn)備一水上平臺鉆孔樁施工一部分鉆孔樁施工平臺拆除施打鋼板樁一安裝圍檁及支撐一挖泥一澆筑封底混凝土一承臺施工一墩身施工一圍堰拆除，具體如圖2所示。

2 水中墩施工過程中鋼板樁的應(yīng)用

2.1 鋼板樁應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行鋼板樁圍堰的施工之前，施工企業(yè)應(yīng)該做好充分的準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作主要分為三個部分：（1）通常情況下，鋼板樁圍堰的施工具有施工規(guī)模大以及強度高等特點，而且施工中大多是功率高的大型機械，例如該橋梁工程使用的就是2臺50噸的履帶吊和2臺90千瓦的液壓振動錘組，組合成了鋼板樁的打樁和拔樁機，在施工過程中的重要機械設(shè)施因此，在進(jìn)行施工之前，要對這些施工機械。進(jìn)行詳細(xì)的配備檢查，工作人員要及時的進(jìn)行檢查和維修鎖扣，并且接長鎖扣。（2）在進(jìn)行鎖扣的焊接過程中，要注意焊接強度，要求工作人員要以等強度焊接接頭部位，并且要用堅固的夾具夾平鋼板樁，以免其在使用過程中變形。值得注意的，是在焊接過程中，要先對焊，再焊接加固，以達(dá)到加強強度的效果，確保施工的順利進(jìn)行。（3）接長的鋼板樁，其相鄰的鋼板樁的接頭位置應(yīng)該上下錯開，距離不得小于2m。（4）在進(jìn)行測量之前，要對其測量基點和河床進(jìn)行清理工作，以保證測量的準(zhǔn)確性。

2.2 鋼板樁的插打

鋼板樁的插打施工工藝流程如圖3所示，如果鋼板樁合龍不成功，則采用異形鋼板樁進(jìn)行合龍。

在進(jìn)行實際的鋼板樁的插打施工的過程中，為了保證鋼板樁施工質(zhì)量，首先應(yīng)該確定鋼板樁沉樁的垂直度和施打鋼板樁墻面的平整度，設(shè)置打樁的導(dǎo)向架；其次在實現(xiàn)對鋼板樁的打入的時候，施工人員采用振動沉樁，在沉樁全過程中，應(yīng)保證振動錘、夾具、鋼板樁在同一垂直軸線上，以減少偏心沉樁，減少沉樁偏位；最后進(jìn)行鋼板樁初打時，確保垂直度，先慢打下沉，垂直度滿足要求后，再全功率振動下沉，從而保障鋼板樁的插打的施工質(zhì)量。如圖4所示。

另外，在實際的鐵路橋梁水中墩施工過程中，還應(yīng)做好鋼板樁的防滲漏工作，采取有效的施工檢測方法，保證鐵路橋梁水中墩的施工質(zhì)量，提高鐵路橋梁使用的安全性。

2.3 鋼板樁的圍檁施工

在鋼板樁的施工過程中，鋼板樁圍檁施工也是十分重要的環(huán)節(jié)。鋼板樁圍檁施工主要分為三個階段：（1）在進(jìn)行鋼板樁圍堰施工過程中，施工人員需要先在鋼板樁的圍堰內(nèi)的地面上，放置鐵路橋梁工程中的第2層～第4層的圍堰。（2）然后實現(xiàn)對第一層圍堰、橫撐、角撐和八字撐的安裝。（3）安裝完成之后，按照設(shè)計的鋼板樁施工情況，依次進(jìn)行抽水挖泥。（4）最后實現(xiàn)對第2層至第4層圍堰的安裝。

2.4 封底混凝土施工以及圍堰的拆除施工

水下封底混凝土厚2m，采用集料斗下料，導(dǎo)管采用內(nèi)徑300lllm的無縫鋼管。混凝土澆筑臨近結(jié)束時，全斷面測出混凝土面標(biāo)高，當(dāng)所有測點經(jīng)檢測達(dá)到封底混凝土設(shè)計標(biāo)高后，封底混凝土施工結(jié)束。

在承臺施工完畢，拆除臨時設(shè)施，承臺驗收后往基坑內(nèi)回填砂或土至要求標(biāo)高，安裝上部施工的支架后，可進(jìn)行圍檁的拆除?；靥钋皯?yīng)在鋼板樁內(nèi)側(cè)涂刷廢機油以減少拔除鋼板樁時的摩阻力。在拆除圍堰過程中，完成承臺施工之后就需要將第二道支撐拆除。如果主墩已經(jīng)分次澆筑并達(dá)到±8.5m標(biāo)高，那么拆模之后需要向圍堰中回填土，達(dá)到標(biāo)高±8.0m；如果主墩柱的身高已經(jīng)超過了回填土面，采用在便道上支設(shè)打樁機，利用打樁機進(jìn)行振拔鋼板樁。

2.5 深水基礎(chǔ)中鋼板樁圍堰的經(jīng)濟性應(yīng)用

進(jìn)行深水鋼圍堰選型時一個最重要的指標(biāo)是經(jīng)濟性指標(biāo)。通常情況下，各種深水鋼圍堰一般均需要進(jìn)行混凝土封底、在圍堰內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐體系，需要保證一定的人土深度等，但各種鋼圍堰的結(jié)構(gòu)布置根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點及施工情況有較大差異。深水圍堰的費用隨平面尺寸的增大而增加，因此圍堰平面應(yīng)貼近承臺平面形狀并盡可能減小平面尺寸。雙壁鋼圍堰在施工中具有現(xiàn)場焊接工作量大，施工周期長，不可重復(fù)利用等特點，在深水基礎(chǔ)施工過程中，與雙壁鋼圍堰相比，鋼板樁圍堰在保證施工質(zhì)量的同時，有效地減少了平面尺寸，可重復(fù)使用，更加經(jīng)濟適用。因此在深水基礎(chǔ)的圍堰工程中，可以采用鋼板樁圍堰來代替雙壁鋼圍堰，從而大幅度降低施工成本，以該文所述案例，僅9號墩就就降低成本約300萬元。

3 結(jié)語

綜上所述，鐵路橋梁水中墩施工中鋼板樁工藝探討進(jìn)行分析具有十分重要的意義。近年來，鋼板樁工藝已經(jīng)在我國鐵路橋梁工程的施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。實踐表明，在具體的施工過程中，嚴(yán)格遵守國家規(guī)范，實現(xiàn)的鋼板樁有效應(yīng)用，能夠很好提高施工效率，達(dá)到更好的施工效果。因此，在施工過程中，要制定科學(xué)合理的鋼板樁施工計劃，加強對鋼板樁工藝的研究，推動其發(fā)展，發(fā)揮鋼板樁的重要作用，保證鐵路橋梁工程的質(zhì)量安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 宣有金，孫鵬飛.臨洪河特大橋承臺鋼板樁圍堰設(shè)計和施工[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（1）：156—158.

[2] 鄭機.橋梁水中墩承臺預(yù)制施工方法探討[J].鐵道工程學(xué)報，2011（9）：53-57.

[3] 何玉先.鋼板樁圍堰在橋梁水中墩施工中的應(yīng)用[J].高速鐵路與技術(shù)，2013（4）：91-94.