水中墩高樁承臺(tái)筑島施工淺析

安永賓

摘要：水中墩筑島圍堰施工是橋梁施工的常用方法，但在實(shí)際施工中，由于具體工程環(huán)境、水流及河床情況有較大差異，筑島圍堰具體操作不盡相同，本文就水流湍急、水位較深、透水的情況進(jìn)行專門(mén)論述，結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)論證，有效解決了一些具體操作的難題，有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：水中墩;流速大;高樁承臺(tái);筑島;透水;處理方案

1.工程背景

海城市牛高線小姐廟渡改橋新建工程K5+994太子河特大橋跨越太子河，46#位于太子河河道內(nèi)，設(shè)計(jì)為高樁承臺(tái)，承臺(tái)底比河床底高2m，該墩在河道轉(zhuǎn)折處外側(cè)，由于上游水在轉(zhuǎn)折處聚集，沖刷力較大，水深8.5m，給筑島帶來(lái)一定困難，另外，該處河床底以下6m范圍內(nèi)為淤泥質(zhì)粘土，6m以下為卵石土，樁基必須用沖擊鉆進(jìn)行鉆進(jìn)施工。最終確定的施工流程為：筑島→插打鋼板樁→下長(zhǎng)護(hù)筒→鉆孔樁施工→承臺(tái)墩柱施工→圍堰撤除清理。

2.問(wèn)題的提出

問(wèn)題一：筑島材料既要考慮能抵抗水流沖刷，同時(shí)要考慮將來(lái)沖擊鉆施工時(shí)能夠提供可靠穩(wěn)定的地基承載力，另外還需要考慮鋼板樁及長(zhǎng)護(hù)筒能順利打入。

問(wèn)題二：在筑島施工過(guò)程中，西南角因存在透水性硬層，9根鋼板樁無(wú)法打入河床以下，長(zhǎng)度為4m，因此在承臺(tái)開(kāi)挖時(shí)此處的及透水如何處理、鋼板樁圍堰穩(wěn)定性如何保證成為施工安全控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.問(wèn)題一處理方案

高樁承臺(tái)常規(guī)施工方法為鋼吊箱圍堰進(jìn)行施工，此方案安全系數(shù)高，但工藝相對(duì)復(fù)雜、施工周期較長(zhǎng)、且成本較高，第二種種就是筑島采用鋼管樁或鋼板樁圍堰的施工方案，但要采用此種方案，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，必須解決面臨的水流沖刷、為鉆機(jī)提供足夠承載力的作業(yè)平臺(tái)、長(zhǎng)護(hù)筒能夠順利打入等問(wèn)題，常用的筑島材料有以下幾種：一是采用素土直接填筑，二是采用土袋進(jìn)行圍堰施工，三是拋填片石進(jìn)行筑島。由于水流沖刷較大，采用素土填筑完全不可行，這種方法已現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。采用土袋圍堰雖可以解決水流沖刷的問(wèn)題，但此方式人工工作量大，而且占用河面寬度2/3，造成河道上游水流不暢，進(jìn)一步威脅圍堰安全，另外土袋圍堰在沖擊鉆施工時(shí)并不能為鉆機(jī)提供足夠穩(wěn)定的地基承載力。采用拋填片石雖可以解決水流沖擊、沖擊鉆穩(wěn)定等問(wèn)題，且施工采用機(jī)械作業(yè)即可完成，工藝簡(jiǎn)單，但拋填片石會(huì)造成后期鋼板樁及長(zhǎng)護(hù)筒不能打入，這是致命缺點(diǎn)。因此經(jīng)過(guò)分析論證，采用碎石進(jìn)行填筑可有效解決上述問(wèn)題。筑島用碎石指標(biāo)不需太高，風(fēng)化巖、含有一定雜質(zhì)不影響使用，進(jìn)一步降低工程成本，但碎石粒徑不宜過(guò)大，控制在10～20mm，里面嚴(yán)禁摻雜過(guò)大粒徑，防止后期鋼板樁和長(zhǎng)護(hù)筒不能正常打入。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，共計(jì)填筑碎石2000立方，成本費(fèi)用在10萬(wàn)元上下，相比鋼吊箱圍堰成本大大節(jié)省，筑島從開(kāi)始至結(jié)束，共計(jì)用時(shí)3天，工效也比較理想。施工結(jié)束后，若工地有條件將筑島材料利用填筑施工便道、臨建場(chǎng)地等方式進(jìn)行二次利用，還可進(jìn)一步降低工程成本。

4.問(wèn)題二處理方案

針對(duì)問(wèn)題二必須解決以下問(wèn)題：一是在承臺(tái)抽水開(kāi)挖過(guò)程中，必須保證圍堰的整體穩(wěn)定。二是基坑開(kāi)挖完成后，透水部位大量涌水，必須防止水流掏空鋼板樁底部，造成鋼板樁整體失穩(wěn)。三是對(duì)管涌風(fēng)險(xiǎn)高度重視，充分評(píng)估管涌產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

在基坑開(kāi)挖時(shí)先利用挖機(jī)帶水開(kāi)挖，開(kāi)挖至第一層內(nèi)撐位置后再進(jìn)行基坑抽水，抽水完畢后換用長(zhǎng)臂挖機(jī)繼續(xù)挖進(jìn)，開(kāi)挖至第二層內(nèi)撐高度后，立即進(jìn)行抽水安裝第二層內(nèi)撐。第二層內(nèi)撐安裝完畢后，繼續(xù)開(kāi)挖至承臺(tái)底。

為解決東南角鋼板樁底透水問(wèn)題，基坑開(kāi)挖時(shí)在透水部位適當(dāng)超挖80cm，采用填筑沙袋進(jìn)行堵漏的措施，進(jìn)行透水處理必須采用堵、排結(jié)合的方式，若“只堵不排”會(huì)造成水流積聚在鋼板樁圍堰外側(cè)，水壓過(guò)大，很容易沖破坑底造成管涌事故，若“只排不堵”大量透水很容易掏空鋼板樁底部造成基坑失穩(wěn)。因此施工中需注意以下事項(xiàng)：

1、必須采用透水性較好的沙袋，不得采用粘土，每袋裝沙約2/3，人工交錯(cuò)布置排列。

2、在超挖80cm時(shí)，必須開(kāi)挖一段，利用沙袋填筑一段，一般控制在1m左右，嚴(yán)禁一次開(kāi)挖完成后再填筑沙袋。

3、進(jìn)行沙袋填筑施工時(shí)，利用大功率水泵進(jìn)行抽水，同時(shí)在基坑四周挖排水溝引流至集水坑。水泵抽水量必須根據(jù)透水量嚴(yán)格計(jì)算，已滿足抽水要求、保持坑內(nèi)不積水為原則。

5.結(jié)束語(yǔ)

每種施工工藝都有他的使用范圍及條件，本文闡述的方案對(duì)淤泥質(zhì)粘度有可靠的安全性，但對(duì)于沙類土等透水性較強(qiáng)的地質(zhì)，本方案并不適用，管涌及鋼板樁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增加。因此采用何種方案進(jìn)行施工，要充分站在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上實(shí)施。在方案實(shí)施過(guò)程中，必須完善變形觀測(cè)方案，加大觀測(cè)頻次，有異常情況隨時(shí)處理。另外現(xiàn)場(chǎng)配備足夠的逃生及防護(hù)設(shè)施，編制切實(shí)可行的安全應(yīng)急預(yù)案，對(duì)管涌進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，確保施工安全。

參考文獻(xiàn)

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