深水承臺連續(xù)排樁加壁板組合式圍堰施工技術(shù)

盧振華

摘 要：復(fù)雜地質(zhì)情況下的深水承臺基坑施工中，依然缺少比較成熟的施工工藝和方法。本文提出的連續(xù)排樁+壁板組合式圍堰施工技術(shù)，是對深厚卵石地層深水承臺圍堰施工工藝的進(jìn)一步創(chuàng)新、豐富和完善。通過將該施工技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程中，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。可見，該施工技術(shù)具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：連續(xù)排樁;壁板;圍堰施工技術(shù)

中圖分類號：U445.556文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）32-0098-03

Construction Technology of Continuous Row Pile and Wall Plate

Combined Cofferdam for Deep Water Bearing Platform

LU Zhenhua

（Fujian Julong Construction Engineering Co.， Ltd.，Xiamen Fujian 361000）

Abstract： In the construction of deep water cap foundation pit under complex geological conditions， there is still a lack of relatively mature construction technology and methods. The construction technology of continuous row piles + wall slab combined cofferdam proposed in this paper was a further innovation， enrichment and perfection of the construction technology of deep water cap cofferdam in deep pebble stratum. By applying this construction technology to practical projects， good economic and social benefits had been achieved. It can be seen that the construction technology has high engineering application value.

Keywords： continuous row piles;wall slab;cofferdam construction technology

隨著我國大型橋梁結(jié)構(gòu)工程的高速發(fā)展，橋梁跨徑不斷提高，對基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)提出了更嚴(yán)格的要求。目前，針對深水承臺圍堰施工有較多成熟的工藝[1，2]，但在復(fù)雜地質(zhì)情況下的深水承臺基坑施工中，依然缺少比較成熟的施工工藝和方法[3-5]。連續(xù)排樁+壁板組合式圍堰施工技術(shù)，是對深厚卵石地層深水承臺圍堰施工工藝的進(jìn)一步創(chuàng)新、豐富和完善。該項(xiàng)技術(shù)適用范圍較廣，具有較好的推廣價(jià)值。

1 工藝原理

本工法主要工藝原理是：圍堰采用鉆孔灌注樁半梅花相切形式布置，鉆孔灌注采用機(jī)械成孔，形成連續(xù)排樁組成的圍堰壁，用來承擔(dān)基坑土體壓力，并阻止地下水滲漏;完成連續(xù)排樁施工后，排樁上口采用壁板將排樁內(nèi)外排連接成穩(wěn)定整體，以共同承擔(dān)圍堰外側(cè)土體壓力，同時(shí)起到抵抗圍堰上部水體壓力的作用;圍堰內(nèi)部采用型鋼、鋼管進(jìn)行內(nèi)支撐，平衡圍堰內(nèi)外受力，以實(shí)現(xiàn)圍堰受力穩(wěn)定。該工藝充分利用了鉆孔灌注樁入土深度大、受力穩(wěn)定、成孔施工工藝成熟的特點(diǎn)。圍堰具有施工質(zhì)量易控制、圍堰受力穩(wěn)定和閉水效果好等優(yōu)點(diǎn)。

2 主要技術(shù)操作要點(diǎn)

2.1 連續(xù)排樁圍護(hù)布置形式選用

排樁圍護(hù)布置形式較多，其中較為常用的是拉列式、組合式等類型。拉列式主要用于陸地或者是少水條件下的基坑圍護(hù);組合式則是利用鉆孔灌注樁和水泥防滲墻的組合方式，但水泥防滲墻穿過透水卵石層較為困難，在活水中，水泥基難以形成墻體，污染嚴(yán)重。

此外，連續(xù)式排樁布置形式目前也已得到廣泛應(yīng)用，其總體分為半梅花切布置、單排連續(xù)式布置兩種類型。其中，第一種方式具有較高的安全性，可以直接通過常規(guī)鉆機(jī)進(jìn)行操作，實(shí)施條件簡單，所以本項(xiàng)目中使用第一種布置方式，連續(xù)排樁采用混凝土鉆孔灌注樁。半梅花相切樁排布置的示意圖如圖1所示。

2.2 連續(xù)排樁圍堰樁徑的選用

本工程中的承臺主要是卵石層，承臺的具體參數(shù)是25.5m×13.8m×4m。圍堰連續(xù)排樁為混凝土鉆孔灌注樁，采用沖擊成孔工藝。采用樁體剛度折算法計(jì)算，壁板厚度應(yīng)大于0.92m。灌注排樁樁徑可選擇1、1.2m和1.5m三種類型，根據(jù)其尺寸，可以得到需要的數(shù)量分別是88、72、60，樁長度是13.5m，樁數(shù)（樁徑）變化趨勢見圖2。

通過對比可知：工程工期可由圍護(hù)樁數(shù)量的多少體現(xiàn)（依據(jù)沖擊成樁工藝，不同樁徑的樁成孔大體進(jìn)尺在2～3m/d）;工程成本可由排樁的混凝土方量反映。

最終選用1.2m樁徑作為承臺圍堰用樁。圍堰樁位布置如圖3所示。

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 施工放樣

平面位置采用全站儀進(jìn)行施工放樣，水準(zhǔn)高程采用水準(zhǔn)儀測量。

3.2 鉆孔施工準(zhǔn)備

①需要在筑島平臺與黃河河岸備好泥漿池循環(huán)、儲(chǔ)備池等。

②對場地進(jìn)行清理，確保沒有雜質(zhì)，并保證鉆機(jī)穩(wěn)定。同時(shí)，還需要保證對中成孔位置的精確性，誤差不能高于5cm。

③選用鋼護(hù)筒作為鉆孔護(hù)筒，其參數(shù)分別是：長度2m，直徑1.5m，壁厚1cm。標(biāo)高需要保持大于施工面0.3m，并利用挖埋法施工就位。

3.3 位移調(diào)整

如果鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)位移，必須對其進(jìn)行調(diào)整。

成孔時(shí)，需要記錄詳細(xì)的鉆孔信息，如護(hù)筒頂標(biāo)高、樁尖實(shí)際標(biāo)高以及地層等信息。一旦出現(xiàn)護(hù)筒下沉等異常的工作狀況，需要及時(shí)向監(jiān)理人員匯報(bào)，并采取正確的方法進(jìn)行處理。

通過內(nèi)排樁施工控制，保證內(nèi)排樁位置準(zhǔn)確，同時(shí)，根據(jù)前排樁施工位置，對2個(gè)前排樁之間的后排樁進(jìn)行位置調(diào)整。

3.4 終孔、清孔及樁間處理

內(nèi)排樁終孔、清孔常規(guī)進(jìn)行。排樁施工時(shí)，內(nèi)排樁樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高2m。

外排樁需要進(jìn)行以下處理，以增強(qiáng)樁排間橫向聯(lián)系，避免漏水。

①孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，移動(dòng)鉆機(jī)向施工完成的內(nèi)排樁基移動(dòng)大約5cm，并將其內(nèi)排樁側(cè)身泥皮進(jìn)行去除。

②再使用高壓水槍，對交接界面進(jìn)行沖刷處理，保證外排樁灌注時(shí)混凝土與內(nèi)排樁結(jié)合良好，起到止水作用。

3.5 圍堰內(nèi)上層土石方開挖、壁板施工

排樁施工完畢后，承臺土方開挖考慮采用人工配合挖機(jī)的形式進(jìn)行。施工過程中，采用挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖，人工配合清理樁側(cè)、樁身及夾縫中的松散土體。挖出的土方嚴(yán)禁堆放在圍堰周邊，用自卸車及時(shí)運(yùn)往棄土場。

圍護(hù)排樁施工完畢后，先開挖至圍護(hù)排樁的內(nèi)排樁頂后，清理內(nèi)排樁頂、外排樁體兩側(cè)的土體。鑿毛排樁樁頂混凝土，在外排樁樁頂及內(nèi)排樁樁體上錨固鋼筋，安裝鋼筋網(wǎng)片、模板，澆筑壁板混凝土，使連續(xù)樁連接成整體，保證圍堰整體穩(wěn)定性，并防止河水沖刷造成圍堰滲水。

3.6 內(nèi)支撐施工

由于本工程基坑開挖較深，考慮圍堰結(jié)構(gòu)剛度問題，增設(shè)了型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐。其中，主要采用雙拼40工字鋼作為內(nèi)圍囹，并利用鋼管作為內(nèi)支撐，鋼管的參數(shù)是630mm×10mm。

3.7 圍堰內(nèi)下層石方開挖

圍堰內(nèi)包括卵石層等成分，一般使用人工風(fēng)鎬開挖方式進(jìn)行處理。特別需要注意下層開挖過程，必要時(shí)，需注意對已經(jīng)開挖出來的連續(xù)排樁進(jìn)行樁間處理。同時(shí)，設(shè)置集水井和排水溝，在前后排樁凸凹之間留設(shè)集水井和排水溝，集水井內(nèi)安裝周身鉆孔的厚壁波紋管，以把滲透入基坑的水用水泵排出。

3.8 基坑封底混凝土施工

開挖達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，進(jìn)行基底檢驗(yàn)，合格后，優(yōu)先采取干封底作業(yè)。

3.9 承臺施工

對于承臺施工，應(yīng)注意將集水井設(shè)置在后排樁與前排斷面位置的間隙中，同時(shí)還需要使用專門的補(bǔ)水、排水裝置進(jìn)行處理，為其他施工過程提供條件。

3.10 圍堰拆除

施工完成后可以拆除圍堰，需要先徹底清理筑島土石方，必要時(shí)清除連接道路。在承臺、墩身及后期支架拆除后，進(jìn)行圍堰拆除。在枯水季節(jié)，用履帶式破碎錘拆除承臺圍堰，破拆至河床面以下1m。

4 結(jié)語

連續(xù)排樁加壁板組合式圍堰結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，閉水效果好;圍堰施工工期短，與主橋樁基礎(chǔ)同時(shí)施工，可以在很大程度上縮短施工工期;圍堰穿透能力強(qiáng)，生根牢固;適用性較強(qiáng)，只需要根據(jù)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)采用適宜的成孔工藝;成孔工藝成熟，質(zhì)量容易把控，施工管理簡單。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹彪.淺談一種組合式圍堰施工方案[J].價(jià)值工程，2018（20）：158-160.

[2]陳洪偉，任元林.雷州青年運(yùn)河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程組合式圍堰抗傾覆穩(wěn)定分析[J].廣西水利水電，2017（1）：29-31，44.

[3]李亞民.鋼筋混凝土和鋼板樁組合式圍堰設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：武漢工程大學(xué)，2016.

[4]杜春林，毛建華，毛建黨，等.高適用性組合式鋁合金擋水圍堰設(shè)計(jì)原則[J].河南科技，2018（19）：93-94.

[5]陳洪偉，任元林.組合式圍堰在雷州青年運(yùn)河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中的應(yīng)用[J].廣東水利水電，2016（8）：33-36.