大跨度橋梁水中承臺(tái)鋼板樁圍堰施工關(guān)鍵技術(shù)研究

李正凱 茍棟元

摘要：鋼板樁圍堰具有造價(jià)經(jīng)濟(jì)，易于施工，對(duì)水環(huán)境影響較小等優(yōu)勢(shì)，因此是水中承臺(tái)比較常用的一種施工方法，但由于河床地質(zhì)情況復(fù)雜，導(dǎo)致鋼板樁的嵌固深度不一定能符合設(shè)計(jì)要求，且河流水位變化起伏較大，因此鋼板樁圍堰施工也面臨著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文結(jié)合某水中橋承臺(tái)施工，對(duì)鋼板樁圍堰施工方案進(jìn)行研究并進(jìn)一步總結(jié)，對(duì)類似橋梁施工水中承臺(tái)施工具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】橋梁; 鋼板樁; 圍堰; 承臺(tái)

1.工程概況

某大橋主跨為（75+125+75）m，半幅橋?qū)?6.5m，跨越水道;水道常水位為+6.86m。左右幅共計(jì)4個(gè)水中墩，左右幅橋墩錯(cuò)孔9m，下部構(gòu)造采用雙排直徑2.2m、間距5m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，承臺(tái)尺寸為15.1*9.5*4m（長(zhǎng)*寬*高），橋墩為空心墩尺寸為8*3m（長(zhǎng)*寬）。

該大橋橋位區(qū)主要位于東江沖洪積平原，地勢(shì)平坦，地面起伏較小，主要分布果林、農(nóng)田等，局部零星分布為魚塘及民房。橋位區(qū)地層巖土性較復(fù)雜，覆蓋層主要由耕植土、第四系沖洪積粉質(zhì)粘土、砂層、沼澤相淤泥質(zhì)土，基底為下第三系莊村組泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖、含礫砂巖、礫巖等及其風(fēng)化層組成，中風(fēng)化巖面起伏較大，局部風(fēng)化倒置。

2.鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

圍堰采用鋼板樁插打圍合而成，17.90m×12.60m。4道內(nèi)支撐，間距為3.5m、3.0m、2.5m、3.0m。第1、2道采用中空設(shè)計(jì)，僅設(shè)置兩道角撐;第3、4道增加設(shè)置中間對(duì)撐。采用拉森四六型鋼板樁，支撐體系鋼材為Q235，計(jì)算水位+8m，最高通航水位+9.234m，經(jīng)過(guò)分析比較，最高通航水位+9.234m下圍堰結(jié)構(gòu)安全，因此，按最高通航水位+9.234m考慮。采用理正軟件進(jìn)行整體計(jì)算：

? ? 經(jīng)過(guò)驗(yàn)算：

NSP-IVw鋼板樁嵌固深度采用值5.0m;基坑的整體穩(wěn)定安全系數(shù)、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起驗(yàn)算、承壓水驗(yàn)算均通過(guò)。

鋼板樁、圍檁、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。對(duì)撐、角撐、兩圍堰之間的連接桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算通過(guò)。

鋼板樁圍堰的變形驗(yàn)算通過(guò)。

封底混凝土厚度1.00m，圍堰整體抗浮驗(yàn)算通過(guò)，強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。

3.鋼板樁圍堰施工

利用樁基護(hù)筒搭設(shè)第2層圍囹、內(nèi)支撐安裝平臺(tái)，拼裝第2層圍囹、內(nèi)支撐。利用第2層圍囹作為導(dǎo)向及定位框，打設(shè)鋼板樁圍堰并合龍。下放第2層圍囹至+6.5m處，臨時(shí)固定。在標(biāo)高為+7.5m處焊接牛腿，安裝第1層圍囹及內(nèi)支撐。圍堰內(nèi)抽水至相應(yīng)標(biāo)高為，下放安裝第2、3層圍囹。利用挖機(jī)開挖河床，開挖至第4層內(nèi)支撐底部標(biāo)高50cm，標(biāo)高-3.0m處，安裝第4層圍囹、內(nèi)支撐。觀測(cè)2個(gè)漲落潮周期，監(jiān)測(cè)鋼板樁受力、側(cè)壁及底部滲漏水情況。設(shè)置底部導(dǎo)滲層，設(shè)置集水坑，澆筑100cm厚封底找平混凝土。樁頭破除，承臺(tái)施工。

4.鋼板樁施工質(zhì)量管控要點(diǎn)

4.1鋼板樁沉入

鋼板樁沉入前先施作定位架，鋼板樁順著定位架逐根沉入，主要是保證垂直度和鎖扣連接，沉入到位后對(duì)樁頂10cm范圍內(nèi)鎖口焊接，防止另一根樁施工時(shí)位置錯(cuò)動(dòng)。插打鋼板樁時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程施工，把每一根鋼板樁進(jìn)行編號(hào)并建立臺(tái)賬。

4.2圍囹施工

圍囹的下放落位必須按承臺(tái)中位設(shè)置牢靠的導(dǎo)向和限位裝置，確保圍囹平面位置和標(biāo)高的精度滿足要求。

4.3清淤

圍堰內(nèi)水下挖基必須邊挖邊檢查基底是否有反涌、隆起、板樁入土段是否有踢腳內(nèi)移等情況發(fā)生，如有發(fā)生必須停止施工，圍堰的監(jiān)測(cè)頻率要跟蹤加強(qiáng)，并組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)挖基過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的隱患采取有效的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行處理后方可繼續(xù)施工。

4.4抽水

鋼板樁合龍，圍囹、內(nèi)支撐及豎桿等安裝成環(huán)并經(jīng)檢查合格后，方可抽水。抽水采用大功率水泵，抽水至每一層圍囹時(shí)停止抽水，加固該層圍囹及其與鋼板樁的連接，并對(duì)圍囹展開全面監(jiān)測(cè)，待圍堰內(nèi)水全部抽干，再進(jìn)行基坑開挖工作?；拥自O(shè)置排水溝與集水井。

整個(gè)抽水過(guò)程要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)圍囹和鋼板樁的位移和變形，如果超過(guò)設(shè)計(jì)值要立即停止抽水，待查明原因并對(duì)變形位置進(jìn)行加固處理后方可繼續(xù)抽水。

5.結(jié)束語(yǔ)

深水鋼板樁圍堰施工一般屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程，施工過(guò)程中，除要有完善的施工方案外，尚需加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)把控，嚴(yán)格按照經(jīng)評(píng)審的方案實(shí)施，施工過(guò)程中，務(wù)必加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常，一定要及時(shí)回水，減少圍堰內(nèi)外水頭差，避免出現(xiàn)安全事故。

【參考文獻(xiàn)】

[1]廖書欣，張文學(xué)，謝全懿.橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)典型施工事故分析[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2015，13（06）：48-51+55.

[2]鄭俊杰，楊德強(qiáng).橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)中容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2014，16（04）：74-76.