深水嵌巖承臺(tái)密排樁圍堰施工技術(shù)研究

謝全鴻 何 娟

（四川交投建設(shè)工程股份有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

樂(lè)山市省道308 線改線工程項(xiàng)目共有7 座橋梁，其中漩水沱岷江特大橋總長(zhǎng)1301m，最大橋高29.5m，該橋梁橫跨岷江，河床下無(wú)覆蓋層，均為基巖裸露，在20#、21#主墩承臺(tái)施工時(shí)，選用了密排樁圍堰施工工藝，在汛期前成功完成了該部分承臺(tái)的施工。

該法通過(guò)密排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成干作業(yè)環(huán)境，最終完成深水承臺(tái)的施工；基坑止水是通過(guò)將密排樁的樁與樁之間相互咬合實(shí)現(xiàn)，在基坑較深時(shí)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的內(nèi)支撐確?；影踩Ｃ芘艠秶o(hù)結(jié)構(gòu)適用于河床為大直徑砂卵石或裸露基巖的地質(zhì)條件，特別適用于承臺(tái)嵌入基巖內(nèi)，傳統(tǒng)的鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰無(wú)法下沉的橋梁工程施工。

1 工藝原理

在待施工的橋墩處填筑筑島平臺(tái)，作為結(jié)構(gòu)樁基和密排樁施工的作業(yè)平臺(tái)，然后選用沖擊鉆或旋挖鉆進(jìn)行密排樁施工，密排樁施工順序?yàn)殚g隔施工，待先施工樁基形成強(qiáng)度后，再進(jìn)行中間樁的施工，從而形成咬合結(jié)構(gòu)達(dá)到止水效果。所有密排樁施工完成后，開(kāi)始圍堰內(nèi)抽水挖泥直至基底，在開(kāi)挖過(guò)程中根據(jù)計(jì)算需要安裝內(nèi)支撐，確保整個(gè)密排樁圍堰形成穩(wěn)定安全的結(jié)構(gòu)體系。待承臺(tái)施工完成后應(yīng)將密排樁結(jié)構(gòu)拆除，恢復(fù)原貌。

2 操作要點(diǎn)

2.1 密排樁施工

由于承臺(tái)位于岷江中，作業(yè)前先填筑土圍堰作為施工作業(yè)平臺(tái)再進(jìn)行密排樁施工。

密排咬合樁主要由鋼筋混凝土A 型樁和素混凝土B 型樁相互咬合而成。在施工過(guò)程中，按照 “隔一打一”的方式間隔成樁：首先依次施工素混凝土B 型樁，在兩根B 型樁澆筑完成并具有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行鋼筋混凝土A 型樁施工，逐步交替依次向前推移直至圍堰合攏。

密排樁樁位編號(hào)順序?yàn)閲咝±锍逃曳谝桓鶚稙槠瘘c(diǎn)向左順時(shí)針順序排列。

密排樁沖孔總體施工順序?yàn)橄绕鏀?shù)樁，再偶數(shù)樁，奇數(shù)樁為B 型素混凝土樁，偶數(shù)樁為A 型鋼筋混凝土樁，偶數(shù)樁鉆孔時(shí)咬合相鄰樁10cm。在偶數(shù)樁鉆孔過(guò)程中,為使相鄰奇數(shù)素樁受力均勻，達(dá)到更好的咬合效果，必須嚴(yán)格控制B 樁的施工順序，具體順序?yàn)?→5→9→3→7→2→6→4→8→10，同時(shí)要求B 型素樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且大于3 天后才能施工A 型鋼筋混凝土。

密排樁施工機(jī)械可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采用沖擊鉆或旋挖鉆施工。采用沖擊鉆機(jī)時(shí)，需在圍堰外側(cè)填筑鉆孔平臺(tái)，并將全部機(jī)尾朝向圍堰外側(cè)布置，方便主體結(jié)構(gòu)樁基施工和咬合樁混凝土澆筑。

2.2 冠梁施工

由于本圍堰平面尺寸達(dá)38.8m*20.6m，為確保咬合樁圍堰的整體性，在咬合樁施工完成基坑開(kāi)挖前，在樁頂設(shè)置一道冠梁，其尺寸為寬1.5m、高1.2m，將所有的樁基頂部聯(lián)結(jié)成整體。冠梁施工在樁身混凝土均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)進(jìn)行，首先開(kāi)挖冠梁基槽，鑿除密排樁樁頭松散軟弱部分后，按設(shè)計(jì)尺寸綁扎鋼筋，安裝冠梁側(cè)模并利用天泵或混凝土運(yùn)輸車(chē)自卸澆筑冠梁混凝土，混凝土強(qiáng)度為C30。

2.3 基坑開(kāi)挖

密排樁施打完成后，即進(jìn)行基坑土方開(kāi)挖，開(kāi)挖流程結(jié)合支撐體系的設(shè)置情況，分二個(gè)階段進(jìn)行土方開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)嚴(yán)格遵循“先撐后挖、隨挖隨撐”、“豎向分層、縱向分段、先支后挖”的原則進(jìn)行。開(kāi)挖時(shí)利用長(zhǎng)臂挖機(jī)結(jié)合小型挖機(jī)進(jìn)行基坑挖土，利用自卸汽車(chē)運(yùn)輸至指定棄土場(chǎng)。基坑開(kāi)挖至基底前預(yù)留20cm 厚保護(hù)層，采用人工開(kāi)挖修整，嚴(yán)禁超挖。

挖掘機(jī)先開(kāi)挖圍堰的中心部分后，再往四周開(kāi)挖。開(kāi)挖時(shí)嚴(yán)格控制分層厚度，盡可能整個(gè)平面均勻開(kāi)挖，使整個(gè)密排樁圍堰內(nèi)部整體受力均勻，每層厚度不要超過(guò)1m，避免開(kāi)挖高差過(guò)大，某一側(cè)受力較大的情況出現(xiàn)，開(kāi)挖過(guò)程中臨時(shí)邊坡坡率土層控制為1：1、巖層控制為1：0.5。開(kāi)挖過(guò)程中，如遇圍堰內(nèi)有積水，在圍堰四周較低處設(shè)置排水溝、集水井，利用水泵將水抽干，保持基坑內(nèi)作業(yè)面干燥。

在基坑開(kāi)挖及支護(hù)的過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)樁頂位移及應(yīng)力應(yīng)變情況，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

密排樁體系整體形成一個(gè)截水帷幕，理論上不透水，為預(yù)防咬合部位小規(guī)模滲水及筑島回填料中的積水、滲水。開(kāi)挖過(guò)程中觀察坑內(nèi)滲水情況，如水較多，則在基坑四角設(shè)置集水井，用四臺(tái)水泵將集水井中的積水抽出，雨季時(shí)準(zhǔn)備充足的抽水泵。開(kāi)挖至基坑底時(shí)，為防止?jié)B水或外部水浸泡基底基巖，應(yīng)立即對(duì)基坑進(jìn)行素混凝土的封底，當(dāng)基坑只有局部開(kāi)挖至基坑底時(shí)，可選擇對(duì)已開(kāi)挖部分先進(jìn)行封底，其余部分待開(kāi)挖完成后立即進(jìn)行封底，澆筑封底混凝土?xí)r，根據(jù)坑內(nèi)的滲水情況，在基坑四個(gè)角預(yù)留集水井，封底設(shè)置雙向橫坡，以便水流至集水井內(nèi)利用水泵排出基坑。預(yù)留集排水井的設(shè)置不得影響混凝土墊層對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支擋作用。

2.4 圍檁及支撐安裝

明挖基坑開(kāi)挖一定深度后，采用內(nèi)支撐體系維護(hù)基坑的穩(wěn)定。本工程在距離冠梁頂以下5m 位置設(shè)計(jì)一道內(nèi)支撐體系，支撐體系由鋼牛腿、φ720*10mm 鋼管支撐，端頭井處加鋼圍囹。

當(dāng)基坑開(kāi)挖至內(nèi)支撐設(shè)計(jì)位置以下0.5m 時(shí)，停止開(kāi)挖并安裝內(nèi)支撐系統(tǒng)后方可進(jìn)行下一步開(kāi)挖。

按照設(shè)計(jì)要求在樁內(nèi)側(cè)內(nèi)支撐對(duì)應(yīng)位置標(biāo)記出放置內(nèi)支撐鋼圍囹牛腿底標(biāo)高，然后采用汽車(chē)吊分節(jié)起吊工字鋼圍囹置于牛腿上，當(dāng)一層圍囹安放完畢后，隨即起吊提前拼裝好的鋼管橫撐置于對(duì)應(yīng)位置，就位后采用組合千斤頂施加預(yù)加應(yīng)力，然后用墊塊墊實(shí)完成整個(gè)內(nèi)支撐的安裝。需注意在內(nèi)支撐主體安裝之前，先把牛腿焊接在密排咬合樁的主筋上，再將鋼支撐吊裝就位。為防止圍囹受力不均，在圍囹安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)部分樁基與圍囹未緊貼時(shí)，需澆筑混凝土將該空隙填充密實(shí)，確保圍檁受力均勻。為防止在承臺(tái)施工時(shí)鋼管橫撐的脫落，需在鋼管橫撐與圍囹接頭位置設(shè)置加勁板并焊接牢固，確保其形成整體，同時(shí)在圍囹每側(cè)設(shè)置兩處吊耳，通過(guò)鋼絲繩將整個(gè)支撐系統(tǒng)反吊于冠梁頂作為保險(xiǎn)裝置。

2.5 承臺(tái)及墩柱施工

在基坑開(kāi)挖到位后，及時(shí)清除基坑浮泥，排除積水，并采用環(huán)切法破除樁頭，然后澆筑100-200mm 厚墊層混凝土。安裝承臺(tái)鋼筋和冷卻水管，采用大塊鋼模作為承臺(tái)模板，最后進(jìn)行承臺(tái)混凝土澆筑。承臺(tái)澆筑完成后采用翻模法逐節(jié)施工墩柱至圍堰頂面標(biāo)高。

2.6 基坑回填及支護(hù)結(jié)構(gòu)拆除

承臺(tái)基坑回填時(shí)先回填四周，后拆除圍檁支撐，回填一層拆除一層，每層回填標(biāo)高至該層圍檁支撐底下約500mm。圍檁支撐拆除時(shí)先拆橫撐，后拆圍檁，待墩身出水或高出地面后，并完成圍堰功能后，方可拆除圍堰。

對(duì)原河床地面以上排樁圍堰進(jìn)行拆除時(shí)，選用繩鋸切割法對(duì)密排樁進(jìn)行拆除。工藝流程：施工準(zhǔn)備→施工圍擋及安全標(biāo)識(shí)設(shè)置→支撐腳手架搭設(shè)→劃線定位→確定切割斷面位置→安裝固定導(dǎo)向→固定繩鋸機(jī)→安裝金剛繩鏈鋸→連接相關(guān)操作系統(tǒng)→混凝土切割→混凝土塊吊裝運(yùn)出→清理場(chǎng)地、支架拆除。

土圍堰拆除時(shí)從填筑的逆方向施工，即從下游至上游方向采用退挖裝車(chē)運(yùn)渣的方法進(jìn)行拆除。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以樂(lè)山市省道308 線改線工程深水裸露基巖施工為背景，研究了密排咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)在橋梁深水裸露基巖承臺(tái)的施工工藝，系統(tǒng)的解決了該類(lèi)施工難題，為今后同類(lèi)工程提供了有價(jià)值的借鑒意義。