大連市振連路工程開發(fā)區(qū)橋梁工程第三合同段鋼板樁圍堰典型施工

王洪東（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司大連凌水灣項(xiàng)目部，遼寧 大連 116000）

大連市振連路工程開發(fā)區(qū)橋梁工程第三合同段鋼板樁圍堰典型施工

王洪東
（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司大連凌水灣項(xiàng)目部，遼寧 大連 116000）

摘要：大連市振連路工程開發(fā)區(qū)橋梁工程第三合同段現(xiàn)澆樁基有系梁連接，但系梁施工標(biāo)高多數(shù)位于水面以下，需在樁基周圍進(jìn)行鋼板樁圍堰的施工，抽水后形成干地環(huán)境現(xiàn)澆系梁，同時(shí)在鋼板樁圍堰頂部搭設(shè)施工平臺(tái)進(jìn)行灌注樁的施工。本次典型施工就是驗(yàn)證在鋼板樁圍堰用于系梁及樁基施工的難易程度和止水效果。

關(guān)鍵詞：系梁；鋼板樁；沉樁

1　工程概況

本工程地處黃海近岸海域，位于東經(jīng)120度58分、北緯38度43分，起于大連市大連灣和尚島（K7+080），終于大連開發(fā)區(qū)赤峰街（K10+428.718），其中橋梁總長為2017.004m。典型施工位于第三合同段。第三合同段全長為480m，橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為K8+430，終點(diǎn)樁號(hào)為K8+910。共有64根樁，64根柱，32根系梁，32座蓋梁，64片箱梁。樁基采用鉆孔灌注樁。其下部結(jié)構(gòu)都屬于水上施工。

2　施工方法

2.1施工前準(zhǔn)備

2.1.1地質(zhì)條件與鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)。從地質(zhì)資料上看，46-1和46-2橋梁基礎(chǔ)所在區(qū)域自上而下土質(zhì)分為淤泥質(zhì)土層、粉質(zhì)粘土層、卵石層和全風(fēng)化石灰?guī)r。淤泥層厚度為5.5m~6.0m之間，挖泥控制底標(biāo)高為系梁底標(biāo)高下50cm。粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)為K=10-8cm/s，可視為不透水層，粉質(zhì)粘土層頂面標(biāo)高在-8.62m~ -9.76m之間。

2.1.2鋼板樁圍堰的受力計(jì)算。46#橋墩挖后泥面標(biāo)高為-5.5，下圍囹高-3.0m，對(duì)鋼板樁的各種性能進(jìn)行驗(yàn)算：（波高按1m考慮）

（1）板樁內(nèi)力計(jì)算。經(jīng)分析，鋼板樁圍堰所受荷栽主要為水平方向的水壓力、波浪力、船舶的撞擊力；在垂直方向的荷栽主要為平臺(tái)荷栽。①在水平方向荷栽作用下鋼板樁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算。下層鋼圍檁以下鋼板樁所承受的水壓力受力簡(jiǎn)圖如下（參考《水力學(xué)》）：可導(dǎo)出公式w＞M×k÷f÷n÷10-3=911.46cm3。盧森堡PU16鋼板樁截面模量為1600cm3>911.46cm3，故可選擇此種型號(hào)鋼板樁。②在平臺(tái)垂直荷載作用下軸向受壓時(shí)鋼板樁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算，考慮在鋼板樁頂面搭設(shè)施工平臺(tái)，對(duì)鋼板樁在平臺(tái)荷載下的抗彎性能進(jìn)行驗(yàn)算：Pcr=3561kN＞95.85kN，因此，在平臺(tái)垂直荷載作用下鋼板樁的抗彎穩(wěn)定性滿足要求。（2）鋼板樁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。鋼板樁圍堰的抗傾穩(wěn)定性以穩(wěn)定力矩與傾覆力矩的比值Kq來表示（參考<<建筑施工簡(jiǎn)易計(jì)算>>）：計(jì)算得出可以抵抗的最大彎矩為：M=w×n×10-3×f÷k=1600×1× 10-3×215÷1.35=254.8kN·m。此段鋼板樁可承受的最大荷載值為：q板=3×M÷ （0.5×l3）=3×254.8÷（0.5×2.53）=97.87kN。（3）下層圍囹型鋼選擇。查<<熱軋槽鋼規(guī)格表>>得[36a槽鋼截面系數(shù)為659.7cm3，采用兩根[36a槽鋼可滿足要求。（4）上層圍囹型鋼選擇?？紤]鋼圍堰上方搭設(shè)的施工平臺(tái)荷載，故選用兩根[20槽鋼。（5）下層鋼支撐計(jì)算。由于鋼支撐于鋼圍囹相連，處于同一標(biāo)高，因此鋼支撐所受的軸相壓力等于與之相連的鋼圍囹所受的水壓力。（6）上層鋼支撐選型。上層鋼支撐所選用型鋼型號(hào)與鋼圍囹型鋼型號(hào)相同，選用[20槽鋼。

2.1.3鋼板樁的清理與篩選。在所運(yùn)來的鋼板樁要逐一篩選，特別是在現(xiàn)場(chǎng)不具備調(diào)直的情況下，要盡可能的選擇那些比較平直的鋼板樁，挑選出來以后要逐一對(duì)長度進(jìn)行登記，并清除鎖口里的雜物。

2.1.4鋼板樁止水材料的配制。止水材料的配制：止水材料由瀝青，黃甘油，滑石粉，細(xì)鋸末等四種材料組成。每千克止水材料中瀝青含量為19%、黃甘油含量為29%、滑石粉含量為47%、細(xì)鋸末含量為5%。

2.1.5導(dǎo)向架及支撐鋼管的制作。鋼管樁導(dǎo)向架的加工：本次典型功共需要加工16根直徑為219mm壁厚為10mm的鋼管樁并焊接馬腿作為導(dǎo)向架支撐，鋼管長度均為14m，在裝船前要焊接樁頭以便震動(dòng)錘進(jìn)行沉樁。

2.1.6震動(dòng)錘的選型。選擇打樁錘時(shí)，主要確定打樁時(shí)所需的激振力、必要振幅即可。振動(dòng)錘的選擇要求：我們選用DJZ-90型，錘重7.3t，其激振力分別為57.7t、54.2t、40.5t；相對(duì)應(yīng)的振幅為9.0mm、7.2mm、5.4mm。

2.2鋼板樁圍堰施工

2.2.1導(dǎo)向架施工。在施打鋼板樁前，要進(jìn)行鋼管樁和導(dǎo)向架的施工，尤其是內(nèi)側(cè)用于支撐導(dǎo)向架的6根鋼管樁的位置一定要盡量準(zhǔn)確，否則將會(huì)直接影響到平臺(tái)的尺寸和將來拐角樁的施打。本次施工采用GPS海上定位。

2.2.2鋼板樁施打。按照原方案的設(shè)計(jì)鋼板樁要打到粉質(zhì)粘土層1m，以起到止水的作用，但是在鋼板樁施打的過程中不可避免的要涉及到鋼板樁下沉的問題。在施打時(shí)，有時(shí)第二根會(huì)帶動(dòng)前一根下降1m之多。

2.3圍堰內(nèi)抽水及內(nèi)支撐施工。鋼板樁完畢之后可以乘低潮進(jìn)行上面一層[20支撐的施工工作，隨后可以進(jìn)行圍堰的試驗(yàn)性抽水施工。鋼板樁抽水采用2臺(tái)6寸泵進(jìn)行作業(yè)，鋼板樁圍堰內(nèi)水量約為630m3，6寸泵作業(yè)效率按260m3/h計(jì)，抽水時(shí)間約為1.5h。

3　鋼板樁施工常見問題及處理

由于海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用如下幾點(diǎn)辦法解決：（1）鋼板樁擠進(jìn)過程中受到石塊等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進(jìn)行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m~2.0m，再往下錘進(jìn)，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石被振碎或使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。（2）板樁沿軸線傾斜度較大時(shí)，采用異形樁來糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁，異形樁可根據(jù)據(jù)實(shí)際傾斜度進(jìn)行焊接加工；傾斜度較小時(shí)也可以用卷揚(yáng)機(jī)或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。（3）在基礎(chǔ)較軟處，有時(shí)發(fā)生施工當(dāng)時(shí)將鄰樁帶入現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起，并且在施打當(dāng)樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟(jì)減少阻力。

結(jié)語

經(jīng)過此次典型施工證明，鋼板樁圍堰的止水效果完全符合要求，其承載力完全可以滿足2臺(tái)鉆機(jī)的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]魏愛軍.鋼板樁圍堰施工技術(shù)[J].北方交通，2008（01）.

[2]曹先.淺談關(guān)于鋼板樁圍堰封底施工技術(shù)[J].中國水運(yùn)（下半月），2010（01）.

中圖分類號(hào)：U44

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A