論橋梁施工鋼板樁圍堰技術(shù)

陳競(jìng)堯

摘要：隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，橋梁的設(shè)計(jì)不僅要滿足跨越江河湖?；蛏钌綅{谷的通行要求，而且還需滿足環(huán)境景觀及地理位置要求。鋼板樁圍堰施工技術(shù)是應(yīng)用于淤泥質(zhì)土層的水中承臺(tái)施工，且承臺(tái)面積較大的條件下，經(jīng)過施工實(shí)踐，總結(jié)提高形成的技術(shù)。該技術(shù)通過鋼板樁圍堰及鋼圍檁內(nèi)支撐，在全面符合建設(shè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，極大地降低了工程建設(shè)的難度和造價(jià)，縮短了工程建設(shè)的工期。

關(guān)鍵詞：水中承臺(tái)施工；鋼板樁圍堰；鋼圍檁

中圖分類號(hào)：U445.556文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674―3024（2016）07―76―02

引言

我國(guó)深水基礎(chǔ)的應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代，從使用材料、結(jié)構(gòu)形式等方面發(fā)展主要經(jīng)歷3個(gè)階段，即管柱及沉井基礎(chǔ)階段、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)階段、復(fù)合基礎(chǔ)階段。目前國(guó)內(nèi)橋梁施工時(shí)主要采用的圍堰形式：鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰、砼圍堰等。由于鋼板樁圍堰具有施工速度快、防水性能好、可重復(fù)利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁建設(shè)中有廣泛應(yīng)用。

1工藝原理

（1）鋼板樁圍堰具體是由鋼板樁以及內(nèi)撐兩部分構(gòu)成，內(nèi)撐的主要構(gòu)件是型鋼，鋼板樁的導(dǎo)梁是由下內(nèi)撐圈梁來實(shí)施的，圈梁中間通過型鋼來支撐，增大框架的牢固性。內(nèi)撐結(jié)構(gòu)組裝成整體牢固的框架體系，聯(lián)合抗擊鋼板樁外側(cè)水壓力，以確保對(duì)承臺(tái)實(shí)施施工時(shí)周圍無水；

（2）利用比重大的砂置換比重小的淤泥，以抵抗圍堰外的低水頭壓力，抽干水后澆筑封底混凝土。相對(duì)于傳統(tǒng)的澆筑水下封底混凝土可減少封底混凝土的厚度，降低施工成本。

2材料與設(shè)備要求

2.l主要施工材料

2.2主要機(jī)械設(shè)備

3施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1施工工藝流程（見圖1）

3.2操作要點(diǎn)

3.2.1鋼板樁圍堰施工準(zhǔn)備

（1）樁基施工及檢測(cè)完成后，拆除鋼管樁貝雷架平臺(tái)，組織挖泥船進(jìn)場(chǎng)，挖除承臺(tái)范圍內(nèi)的河床淤泥至設(shè)計(jì)位置；

（2）根據(jù)方案設(shè)計(jì)圖紙，加工內(nèi)撐外圈梁，預(yù)制內(nèi)撐桿、加工承臺(tái)模板等，組織鋼板樁材料進(jìn)場(chǎng)。

（3）制作安裝鋼板樁，安裝導(dǎo)向圈梁，組織鋼板樁插打船舶進(jìn)場(chǎng)，插打鋼板樁，向鋼板樁圍堰內(nèi)回填砂。

3.2.2鋼板樁施工

（1）完成全部準(zhǔn)備工作后，先拼裝導(dǎo)向圈梁，由于鋼板樁在插打過程中受水流的沖擊導(dǎo)向梁受力較大，需安裝焊接牢固；

（2）鋼板樁施工時(shí)要采用浮吊，采用垂直吊裝方式；

（3）將施工完畢的鋼板樁穩(wěn)定的焊接在導(dǎo)向梁上，再對(duì)其余拼接好的鋼板樁進(jìn)行施工；

（4）各鋼板樁施工完成后，將其焊接在內(nèi)導(dǎo)向框之上，防止在對(duì)下一根進(jìn)行施工時(shí)致使前面的一根被動(dòng)跟進(jìn)；

（5）一組鋼板樁順利完成后要使用木墊塊將其和內(nèi)導(dǎo)向框中間的空隙塞好；

（6）鋼板樁施工時(shí)，要緩慢進(jìn)行，避免過度錘擊現(xiàn)象，致使鋼板樁底部翻卷，不利于拔樁；

（7）鋼板樁施工時(shí)要及時(shí)的校正垂直度，當(dāng)出現(xiàn)傾斜偏時(shí)要將其撥出，重新施工；

（8）鋼板樁插打工序：在有水流的河內(nèi)施工，由于存在兩種流向力的作用，為降低流水阻力，可首先從上游實(shí)施，向?qū)Π逗椭醒雰蓚€(gè)方向進(jìn)行，于下游位置匯聚；

3.2.3內(nèi)撐系統(tǒng)施工

（1）內(nèi)撐體系使用型鋼組合的框架構(gòu)造，其圈梁系統(tǒng)主要是由雙拼的工字形鋼構(gòu)成；上內(nèi)撐沿垂直橋面方向設(shè)置，并布設(shè)工字鋼斜撐；下內(nèi)撐完全支護(hù)在樁基的鋼護(hù)筒上；內(nèi)撐圈梁體系是鋼板樁施工過程的導(dǎo)向框；

（2）樁基驗(yàn)收合格后將其工作面上的工字鋼拆掉；

（3）組裝下內(nèi)撐圈梁，待其組裝好之后，將其先焊接在鋼護(hù)筒上；

（4）在承重結(jié)構(gòu)上設(shè)置上內(nèi)撐圈梁，和下內(nèi)撐圈梁聯(lián)合構(gòu)成鋼板樁施工的導(dǎo)向梁；

（5）撐桿上下端頭設(shè)置法蘭板，設(shè)置時(shí)要進(jìn)行定位，支撐要和下圈梁一起組裝；

（6）鋼板樁施工成形后，要在其上固定上內(nèi)撐牛腿，設(shè)置好上內(nèi)撐，之后將下內(nèi)撐下方，待排水之后，進(jìn)行牛腿焊接；

（7）內(nèi)撐施工程序?yàn)椋合仍O(shè)置圈梁，制成矩形結(jié)構(gòu)，再設(shè)置支撐，然后在設(shè)置斜撐，在對(duì)圍堰實(shí)施排水時(shí)，要全面查看其受到的水壓力的狀況，在發(fā)生形變的部位實(shí)施加固措施；

3.2.4內(nèi)撐下放

（1）內(nèi)撐下放考慮圍堰內(nèi)不抽水下放，將臨時(shí)支撐的型鋼割除，注意調(diào)平內(nèi)撐，使內(nèi)撐處于水平；

（2）因圍堰截面比內(nèi)撐框截面大約4cm，因此內(nèi)撐圈梁與板樁中間具有一定的縫隙。水下工人在水下使用硬木墊塊將縫隙塞緊，在水壓作用下確保鋼板樁頂緊圈梁；

（3）對(duì)圍堰進(jìn)行排水，邊排邊讓水下工人在板樁的外部實(shí)施封堵。待相關(guān)工序均完成之后，將水抽干；

（4）拉森Ⅲ型鋼板樁具有極強(qiáng)的抗?jié)B性，因鎖口不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致透水，可使用濕棉花來實(shí)施封堵，存在輕微的滲水，應(yīng)用抽水機(jī)進(jìn)行排水，以便能符合無水作業(yè)的條件。這時(shí)因外部水所產(chǎn)生的壓力，內(nèi)撐系統(tǒng)均被頂緊；

3.2.5基底回填

（1）基底封填要在完成鋼板樁施工之后和排水之前進(jìn)行；

（2）回填土要使用河砂，在鋼板樁圍堰中由多個(gè)點(diǎn)回填；

（3）在圍堰內(nèi)選取不同的點(diǎn)來測(cè)定封填的深度；

（4）基底回填完成即可對(duì)圍堰內(nèi)抽水，對(duì)回填表面進(jìn)行平整，保證回填表面的平整；

3.2.6封底混凝土施工

（1）在鋼板樁圍堰施工中封底砼起隔水作用，也是承臺(tái)施工時(shí)的持力層及施工平臺(tái)，所以封底砼不能出現(xiàn)薄弱處以免引起漏水；

（2）直接布置泵管到澆筑點(diǎn)位置澆筑，由于鋼板樁圍堰防水效果較好，采用干封的形式進(jìn)行；

（3）灌注設(shè)備主要包括泵機(jī)、混凝土運(yùn)輸車、振動(dòng)棒、塔吊等，灌注時(shí)間控制在12小時(shí)以內(nèi)，每小時(shí)最少需50m3。

（4）在進(jìn)行砼澆筑時(shí)，要采取兩臺(tái)泵機(jī)直接泵送。并于內(nèi)撐體系之上設(shè)立工作面用以接裝泵管和人工作業(yè)面；

（5）在澆筑底砼時(shí)，要先在基底攤鋪一層薄竹片，并在板樁內(nèi)部安裝0.7m的七合板，將板樁和混凝土分隔開，方便其拆除。

（6）因封底所需要砼量大，施工時(shí)間比較長(zhǎng)，為有效提升效率，安排兩臺(tái)泵機(jī)在橋的兩端同時(shí)實(shí)施澆筑。使用商混車將混凝土直接運(yùn)到澆筑現(xiàn)場(chǎng)。

（7）混凝土澆筑最好在晚上進(jìn)行，以有效避免往來船舶導(dǎo)致的動(dòng)水壓力對(duì)鋼板樁造成沖擊；

（8）在進(jìn)行封底砼澆筑時(shí)，盡可能確保承臺(tái)中央處的砼要略高于周圍表面，以方便排水。積水養(yǎng)護(hù)三天后，鑿毛并清潔承臺(tái)封底處的混凝土，清除不必要的護(hù)筒，做好對(duì)承臺(tái)的施工。

4質(zhì)量保證措施

（1）堅(jiān)持“質(zhì)量第一”的方針，認(rèn)真貫徹執(zhí)行公司的質(zhì)量認(rèn)證體系標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施全面質(zhì)量管理；

（2）建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)、制度，按照三級(jí)質(zhì)檢體系來把工序質(zhì)量關(guān)，對(duì)各工序質(zhì)量進(jìn)行全過程控制和檢查；

（3）建立自檢、監(jiān)控督察體系，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量進(jìn)行全方位、全過程監(jiān)控；

（4）在對(duì)鋼板樁實(shí)施施工前要全面科學(xué)的做好技術(shù)交底工作，保證工程順利實(shí)施；

（5）應(yīng)保證插打的鋼板樁傾斜度﹤0.5%，如插打過程中出現(xiàn)鎖口不密而導(dǎo)致滲水，可有采用在圍堰內(nèi)外利用麻絨、棉絮堵塞的方案；

（6）在澆筑封底砼之前，對(duì)鋼板樁進(jìn)行堵滲處理。封底混凝土采用運(yùn)輸兩臺(tái)泵機(jī)泵送，封底采用干封；

（7）封底混凝土由下游往上游，開始澆筑第一層，再由上游往下游澆筑第二層35cm混凝土，然后再接長(zhǎng)泵管澆筑第三層30cm。保證混凝土密實(shí)性，注意防止局部重量過大，以致基底出現(xiàn)反拱；

（8）在護(hù)筒及板樁內(nèi)壁標(biāo)注出混凝土澆筑標(biāo)高，避免澆筑過高，而降低其結(jié)構(gòu)厚度；

5結(jié)論

（1）鋼板樁是提前預(yù)制的，不需要現(xiàn)場(chǎng)制作，內(nèi)支撐系統(tǒng)簡(jiǎn)易，連接支護(hù)較為容易。鋼板樁圍堰封底簡(jiǎn)便，可與下道工序同時(shí)進(jìn)行交叉作業(yè)，有效縮短了工作時(shí)間；

（2）插打鋼板樁圍堰只需50T浮吊一臺(tái)及50T和25T汽車吊各一臺(tái)，一臺(tái)60t振動(dòng)錘即可，插打過程中要將導(dǎo)向粱安裝焊接牢固保證不受水流沖擊產(chǎn)生變形，只要保證樁身不嚴(yán)重傾斜，一般均可順利合攏；

（3）利用樁基鋼護(hù)筒上焊接上下兩層內(nèi)撐圍檀作為鋼板樁插打的導(dǎo)向架，既有效的保證了鋼板樁的平面位置和垂直度，又能為龐大的鋼板樁圍堰在未合攏之前提供臨時(shí)固定支搓。鋼板樁圍堰是采用套型鎖口方案，防滲性能很好；

（4）本技術(shù)適用于公路和鐵路橋梁跨越水流緩慢、泥質(zhì)河底、水深不宜過深的河道水中）大型、異形低樁承臺(tái)的圍堰施工。

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