寒山大橋鋼板樁防護(hù)技術(shù)施工

崔寧祥

【摘 要】在工程建設(shè)尤其是大型橋梁工程承臺(tái)基礎(chǔ)施工過(guò)程中，鋼板樁防護(hù)作為一種具有技術(shù)可行、安全可靠、性價(jià)比高、工期要求短等優(yōu)點(diǎn)，在工程施工過(guò)程中經(jīng)常采用，本文結(jié)合具體大橋工程案例，針對(duì)鋼板樁防護(hù)技術(shù)在工程建設(shè)中的具體施工方案進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】鋼板樁防護(hù);混凝土封底;防排水;安全防護(hù)

一、工程概況

蘇州寒山大橋主橋主墩承臺(tái)位于京杭大運(yùn)河兩側(cè)河床邊，處于大橋兩邊的河岸淺灘，承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸為16m×16m×4m，承臺(tái)底標(biāo)高為-6m，處于地面9m以下。該承臺(tái)處地質(zhì)為淤泥及淤泥質(zhì)亞粘土，承臺(tái)埋置較深，本工程采用鋼板樁施工，具體施工及管理過(guò)程如下：

二、施工方案

（一）方案比選

對(duì)本大橋的施工圖紙的深入研究分析，借鑒此類以往工程施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)符合本大橋承臺(tái)基礎(chǔ)的方案進(jìn)行比選，主要有二種方案，分別為：鋼套箱下沉方案、鋼板樁防護(hù)方案。項(xiàng)目部組織專家綜合分析論證比選，其中鋼套箱下沉方案用鋼量較大、重復(fù)利用率較低，鋼套箱下沉作業(yè)時(shí)人員機(jī)械使用量大，施工工序復(fù)雜、交叉作業(yè)多，技術(shù)難度大，工期較長(zhǎng);鋼板防護(hù)方案具有工期短、施工速度快、技術(shù)可行，鋼板樁插打施工后可多數(shù)拔出再利用，綜合比較分析，最終選用鋼板防護(hù)方案。

（二）整體方案

大橋主墩承臺(tái)施工采用拉森型鋼板樁防護(hù)，鋼板樁各周邊咬合嚴(yán)實(shí)，四周圍檁采用從下往上二層縱橫布置，中央使用鋼管支護(hù)，按照等間距井字設(shè)置，為加強(qiáng)圍檁支護(hù)強(qiáng)度，在鋼管兩端及中間用I26型工鋼做斜撐。挖土采用挖掘機(jī)和吊機(jī)，人工配合，分層分段開(kāi)挖，墊層混凝土封底采用C30，封底厚50cm，周圈四周設(shè)集水井、排水溝。

三、施工準(zhǔn)備

（一）測(cè)量控制是鋼板樁防護(hù)施工最基礎(chǔ)的工作之一，是其從圖紙到施工的關(guān)鍵一步。因此，要準(zhǔn)確做好對(duì)承臺(tái)基礎(chǔ)的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線、臺(tái)低標(biāo)高、臺(tái)頂標(biāo)高、觀測(cè)、控制網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)核、復(fù)測(cè)等工作。

（二）施工前必須進(jìn)行鋼板樁防護(hù)技術(shù)交底。開(kāi)工前項(xiàng)目部總工向施工負(fù)責(zé)人進(jìn)行關(guān)于鋼板樁防護(hù)書面技術(shù)交底工作，其后各層交底至作業(yè)班組，交底必須書面簽字并歸檔。

（三）鋼板樁首先進(jìn)行招標(biāo)，首選公司供應(yīng)名錄中的供貨商，通過(guò)招標(biāo)選定中標(biāo)人供應(yīng)合格鋼板樁，對(duì)鋼板樁的搬運(yùn)、儲(chǔ)存建立系統(tǒng)臺(tái)賬。并對(duì)相關(guān)板樁材料進(jìn)行標(biāo)識(shí)，明確記錄材料的來(lái)源、性能和需求施工計(jì)劃。對(duì)每批次的鋼板樁均要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗彎等必要的檢測(cè)，對(duì)于檢驗(yàn)不合格的鋼板樁堅(jiān)決予以退貨處理。

（四）由于鋼板樁防護(hù)施工的特殊性，同時(shí)各參建人員技術(shù)水平、責(zé)任心和能力參差不齊，在施工前必須進(jìn)行全員的鋼板樁防護(hù)施工技術(shù)培訓(xùn)，使項(xiàng)目部各層施工人員工作態(tài)度、業(yè)務(wù)能力有一個(gè)大的改變，使工程能順利實(shí)施。

四、具體施工

1.沿承臺(tái)四周開(kāi)挖深度至3米后，按照外線向四周打鋼板樁，深度根據(jù)設(shè)計(jì)確定，插打中遇到孤石等特殊地質(zhì)，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)論證，并根據(jù)插打方案進(jìn)行施工，不可強(qiáng)行使用重錘擊打，造成鋼板樁彎曲變形。

2.首層基礎(chǔ)施工至頂標(biāo)高3米位置時(shí)進(jìn)行鋼板樁加固，采用一根的45型鋼，中部位置使用直徑50cm鋼管壁厚9mm予以橫向支撐，按照縱橫向布置，同時(shí)為保證整體穩(wěn)定性，四周兩端增加斜支撐，所有支撐結(jié)構(gòu)布置均滿足荷載計(jì)算，且不干擾施工作業(yè)。

3.第二層基礎(chǔ)施工施工至樁頂6米處，采用型鋼予以支護(hù)，以三根平行的45型鋼，按照荷載計(jì)算進(jìn)行橫撐加固，保證四周土體的整體穩(wěn)定性。

4.基礎(chǔ)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30cm后，由人工開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，隨后基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土墊層封底，采用C30混凝土，厚度為50cm。待墊層混凝土達(dá)到要求采用水泥砂漿抹平，鋼板樁與墊層混凝土相交處，采用隔離層油氈布置。

5.基礎(chǔ)混凝土按兩次前后澆筑，首層澆筑為墊層混凝土澆筑終凝且強(qiáng)度滿足要求后，先將第二層的支護(hù)拆除，拆除完綁扎基礎(chǔ)鋼筋，按要求預(yù)埋管線。隨后安裝模板進(jìn)行首層混凝土的澆筑，澆筑深度為3米。第二層混凝土按規(guī)定條件養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度要求后，在周邊回填土并進(jìn)行夯壓密實(shí)。繼續(xù)拆除二層周邊的支撐體系，按第一層相同工序綁扎鋼筋預(yù)埋管道，驗(yàn)收合格后進(jìn)行第二層混凝土的澆筑。

五、安全防護(hù)

1.為減輕靠?jī)?nèi)側(cè)施工機(jī)械荷載產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力對(duì)鋼板樁承壓的影響，在距內(nèi)側(cè)鋼板樁外圍2.5m處打入一排9m長(zhǎng)的預(yù)制管樁，以增強(qiáng)土體的抗滑力。

2.在底坑承臺(tái)施工作業(yè)期間，需有專人負(fù)責(zé)坑底及四周的變形位移檢測(cè)，監(jiān)測(cè)要有文字記錄，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大異常波動(dòng)，立即上報(bào)項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人，予以及時(shí)分析處理。

3.基礎(chǔ)施工時(shí)，設(shè)專職指揮人員，現(xiàn)場(chǎng)人員和機(jī)械聽(tīng)從指揮人員的統(tǒng)一指揮，對(duì)于交叉作業(yè)，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)因素，應(yīng)立即停止作業(yè)，待危險(xiǎn)解除后，再繼續(xù)施工。施工作業(yè)人員下坑前按要求佩戴安全帽，夜間施工必須佩有夜光標(biāo)識(shí)帶。對(duì)于防止出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)作業(yè)人員能快速離開(kāi)坑底緊急逃生，要求基礎(chǔ)四面各設(shè)置四個(gè)以上的爬梯。

六、特殊問(wèn)題的處理

1.由于本工程基礎(chǔ)深度較大，坑邊土層重力荷載大、含水量大、粘度較小，極易發(fā)生底部冒水隆起現(xiàn)象，經(jīng)采購(gòu)得知市場(chǎng)的鋼板樁主要為12米類型，對(duì)此的應(yīng)對(duì)方案為平整場(chǎng)地先清除表面2米范圍內(nèi)的淤泥土及有機(jī)雜質(zhì)土，減輕周圍土的荷載，增強(qiáng)鋼板樁的穩(wěn)定性，頂部土層清除后，板樁插入土層，實(shí)際深度低于理論深度，但鋼板樁不能加長(zhǎng)。

解決的方案：基坑降低2m后，打入鋼板樁，邊開(kāi)挖邊支護(hù)，地基分兩次進(jìn)行封底施工，封底采用強(qiáng)度C30混凝土，并參加干燥劑和速凝劑，使封底混凝土能迅速硬化，起到支撐作用，同時(shí)防止地下水涌入，并使封底混凝土和鋼板樁有效結(jié)合，抵抗外力荷載對(duì)坑底的擾動(dòng)。

2.承臺(tái)基礎(chǔ)施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)土層失穩(wěn)的現(xiàn)象，失穩(wěn)后有可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)挖地基鼓包隆起，對(duì)此的解決方案：有失穩(wěn)情況發(fā)生預(yù)兆時(shí)，提前備好木樁，一旦發(fā)生失穩(wěn)隆起現(xiàn)象，迅速在鋼板樁內(nèi)部沿四周打入木樁，使地基穩(wěn)定性得以提升，同時(shí)可以采取注入水泥漿等措施提升整體穩(wěn)定性和凝結(jié)力，保證施工的順利進(jìn)行。

3.施工過(guò)程中，6#墩基底出現(xiàn)泉眼，涌水夾帶大量河沙，河沙沉積阻塞匯水渠。

處理方法：砂層有地下水滲出，應(yīng)考慮排水措施及設(shè)備。開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)匯水渠加強(qiáng)清理，增設(shè)積水坑、水泵，加強(qiáng)排水;混凝土封底時(shí)，預(yù)埋鋼管將水直接引入積水坑并排出，避免涌水對(duì)封底混凝土沖刷，封底混凝土終凝后，用木塞將預(yù)埋鋼管塞死，將泉眼封住。局部地方漏水，用木塞及棉絮塞實(shí)，并用速凝砂漿封堵。

4.6#墩基坑開(kāi)挖至6m深時(shí)，因臨河一側(cè)土壓力較小，而背河一側(cè)為原魚(yú)塘淺灘區(qū)，地質(zhì)為流態(tài)淤泥，土壓力較大，兩側(cè)壓力不均衡，基坑出現(xiàn)整體向島外滑移現(xiàn)象，偏移達(dá)20cm。

處理方法：及時(shí)組織人材機(jī)，最快時(shí)間向臨河一側(cè)打入30根9m長(zhǎng)預(yù)制管樁，加強(qiáng)臨河一側(cè)抵抗力，同時(shí)，用挖掘機(jī)清除背河一側(cè)堆土至鋼板樁頂2m以下，以減輕外側(cè)土壓力，防止基坑近一步滑移?；觾?nèi)變形以鋼支撐進(jìn)行加固，具體方法有：補(bǔ)加斜撐、連接綴板，開(kāi)焊處進(jìn)行補(bǔ)焊等，以保證其穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)以上處理，阻止了基坑的滑移。

5.在6#基坑承臺(tái)鋼筋施工過(guò)程中因支護(hù)鋼管上下交錯(cuò)，承臺(tái)鋼筋及墩身預(yù)埋筋受到干擾，影響施工。吸取這一教訓(xùn)，在后期7#基坑施工過(guò)程中，對(duì)鋼板樁支護(hù)的間距進(jìn)行必要的分配，將鋼板樁的支護(hù)形式也予以調(diào)整，由上下改為左右平行，施工的干擾得以解決，大大提升了施工過(guò)程的進(jìn)度，使人員和機(jī)械的利用率大幅度提高。同時(shí)也保障了現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境和施工安全。

七、結(jié)束語(yǔ)

承臺(tái)鋼板樁防護(hù)施工，是承臺(tái)基礎(chǔ)施工中幾種主要方式之一，本文以蘇州寒山大橋主墩施工為例，結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)施工過(guò)程中的得失進(jìn)行總結(jié)，希望對(duì)以后同類施工有所借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

[1]杜煒.鋼板樁圍堰在水中無(wú)筑島橋臺(tái)施工中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng)雜志，2011

[2]程曉剛.深基坑鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)[J].《安徽建筑》 2010

[3]王新豐.深水鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)分析[J].工程建設(shè)與分析，2012