海灣灘涂水中高樁承臺施工技術(shù)研究

李 云

(中國路橋集團(tuán)西安實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西西安 710075)

深水基礎(chǔ)的施工，首先受到水下壞境的影響，而且隨著水下深度的增加，許多不確定的因素也同時(shí)增加，導(dǎo)致施工難度增大。查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，雷權(quán)有[1]、劉耀[2]、何鋒[3]、李光[4]等人介紹水中承臺的相關(guān)施工技術(shù)，同時(shí)高信華[5]、夏淑凱[6]、許賜福[7]、桑家亮[8]等人對水中承臺鋼圍堰工程實(shí)際施工過程中存在的問題提出針對性的施工措施。

面對氣候多變和水文情況復(fù)雜等自然環(huán)境。當(dāng)橋梁承臺為水中高樁承臺且河流水位受潮汐影響升降較大時(shí)，承臺施工是控制全橋工期的關(guān)鍵工程，恰當(dāng)?shù)氖┕し椒?，是影響橋梁施工進(jìn)度和施工質(zhì)量關(guān)鍵。

1 整體鋼圍堰施工技術(shù)原理

通過計(jì)算軟件對承臺施工過程進(jìn)行模擬，分析各工序施工過程中圍堰的變形和應(yīng)力分布情況來設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，對施工過程進(jìn)行全面監(jiān)控，提高施工安全性。采用專門制作的角樁進(jìn)行圍堰端部連接，提高圍堰端頭連接的穩(wěn)定性和防水效果。合龍時(shí)要注意四個(gè)角的合龍，要單獨(dú)制作專門的角樁進(jìn)行合龍連接，這是鋼板樁圍堰是否漏水的關(guān)鍵一步。采用在灘涂中回填碎石的方法，提高管樁的整體穩(wěn)定性，同時(shí)提高管樁的整體承載能力，加強(qiáng)在承臺施工過程中整體鋼圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證承臺施工安全(圖1、圖2)。

圖1 鋼板樁等效應(yīng)力

圖2 定位導(dǎo)向及角樁

2 鋼板樁圍堰施工工藝流程與操作要點(diǎn)

工藝流程見圖3，操作要點(diǎn)如下。

圖3 施工工藝流程

2.1 施工準(zhǔn)備

認(rèn)真審核施工設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)地勘資料，編制施工技術(shù)方案。同時(shí)做好材料準(zhǔn)備工作。

2.2 鋼板樁圍堰施工工況模擬分析

對各工序施工過程中圍堰的變形和應(yīng)力分布情況進(jìn)行模擬，由于鋼板樁圍堰內(nèi)撐施工過程中，鋼板樁內(nèi)外壓力差逐漸增大，圍堰內(nèi)支撐的施工監(jiān)測和模擬是非常必要的。主要監(jiān)控抽水，吸泥或者施加每一個(gè)道支撐時(shí)鋼板樁、圍檁、對撐的內(nèi)力變化和鋼板樁位移變化。通過計(jì)算軟件對承臺施工過程進(jìn)行模擬，分析各工序施工過程中圍堰的變形和應(yīng)力分布情況來設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，對施工過程進(jìn)行全面監(jiān)控，提高施工安全性。

2.3 測量放線

測量放線前對業(yè)主提供的測量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，保證測量基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)為了施工過程中測量的方便，可以增設(shè)測量點(diǎn)，提高測量的及時(shí)性，保證施工過程中的結(jié)構(gòu)物位置的精確控制。

2.4 管樁及施工平臺搭設(shè)

根據(jù)排架的設(shè)計(jì)，在河道中放出所有管樁基礎(chǔ)的樁位，然后在河岸兩邊放好定位樁樁位標(biāo)志點(diǎn)，根據(jù)定位樁連線，采用宇通QU55 型履帶吊外加DZ90 振動錘將所有管樁打入預(yù)先放好的樁位，為了保證平臺的承載力，管樁打設(shè)時(shí)采用入泥深度和錘擊次數(shù)進(jìn)雙控控制。管樁基礎(chǔ)打設(shè)結(jié)束后，將所有管樁頂部用工字鋼縱橫連接起來，保證平臺整體受力的穩(wěn)定性。主體排架搭設(shè)好后，平臺面采用槽鋼并排鋪設(shè)，采用這樣的設(shè)計(jì)，主要優(yōu)點(diǎn)在于：(1)鋪設(shè)簡單方便，人工直接吊裝即可。(2)安全性好、活動性強(qiáng)，施工時(shí)有利于沖擊鉆機(jī)的移動。

2.5 樁基施工

(1)護(hù)筒制作與埋設(shè)。為了防止軟基地層下深樁基縮徑，1.25 m 樁徑護(hù)筒采用1.5 m直徑7.5 m長鋼護(hù)筒，全部采用履帶吊加振動錘一次打入，護(hù)筒上口全部固定在排架的工字鋼上。

(2)鉆孔。為了防止鉆孔過程中的塌孔或縮徑，也可在鉆進(jìn)過程中往孔內(nèi)加黏土或片石，循環(huán)鉆孔的方式進(jìn)行護(hù)壁。

(3)鋼筋籠。鋼筋籠在鋼筋加工廠分節(jié)制作，搭接時(shí)注意錯(cuò)開搭接面，并且保證每根主筋同心。

(4)混凝土澆筑。混凝土澆筑過程中，注意觀察和檢測混凝土的質(zhì)量，保證樁身混凝土在澆筑過程中混凝土澆筑效果，同時(shí)在標(biāo)高控制上及時(shí)測量，保證混凝土樁的整體性。注意樁頭混凝土施工質(zhì)量控制，承臺與混凝土樁連接位置應(yīng)處理好。

2.6 導(dǎo)向裝置安裝

為保證鋼板樁插打垂直度，在插打前先施工圍堰導(dǎo)向架，作為打樁時(shí)的導(dǎo)向架。導(dǎo)向架設(shè)為兩層，底層設(shè)置在距離平臺以下2 m的位置處，防導(dǎo)向架位置出現(xiàn)大的偏差。

2.7 圍堰施工

(1)運(yùn)輸整理。鋼板樁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，要仔細(xì)檢查每根拉森樁，凡是有彎曲、破損、鎖扣不合的均要修復(fù)，確保每根拉森樁都合格。

(2)定位、打插。放樣時(shí)作定位樁拉線，然后先將承臺橫橋向的兩個(gè)邊上分別任意打入一根拉森樁，然后用一根型鋼與岸邊的定位拉森樁焊接牢固作為導(dǎo)向梁，其余邊依次施工進(jìn)而形成導(dǎo)向框架，確保其不晃動，以便提高打插精度。

(3)糾偏、合龍。打插鋼板樁時(shí)，由于鎖口與鎖口間距離較大而鋼板樁底部入河床后淤泥擠壓力較大，采用多次糾偏的方法逐步減小偏移量，確保鋼板樁垂直度。

采用專門制作的角樁進(jìn)行圍堰端部連接，提高圍堰端頭連接的穩(wěn)定性和防水效果。合龍時(shí)要注意四個(gè)角的合龍，要單獨(dú)制作專門的角樁進(jìn)行合龍連接，這是鋼板樁圍堰是否漏水的關(guān)鍵一步。圍堰施工完成后，采用在灘涂中回填碎石的方法，提高管樁的整體穩(wěn)定性，同時(shí)提高管樁的整體承載能力，加強(qiáng)在承臺施工過程上整體鋼圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證承臺施工安全。

2.8 承臺施工

鋼筋綁扎完畢后，在鋼筋網(wǎng)片上以1 m×1 m間距綁扎保護(hù)層砂漿墊塊，墊塊采用三角墊塊，并校核其截面尺寸、間距、標(biāo)高。

承臺采用鋼模板進(jìn)行拼模，對拉螺桿控制外形尺寸。

模板施工完畢后，應(yīng)盡快進(jìn)行混凝土的施工。施工過程中要嚴(yán)格控制混凝土配合比、連續(xù)澆注兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，要避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

混凝土施工完成后需要對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，設(shè)置篷布或其他材料進(jìn)行覆蓋，防止內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.9 鋼板樁圍堰拆除

鋼板樁圍堰采用液壓式振動錘進(jìn)行拆除，為了使鋼板樁與下部混凝土結(jié)構(gòu)盡快脫離，拔樁前先采用振動錘對鋼板樁進(jìn)行振動2 min，使鋼板樁與周邊土分離，方便鋼板樁拆除施工。

3 結(jié)論

本技術(shù)應(yīng)用于興寧至汕尾高速公路海豐至紅海灣開發(fā)區(qū)段一期工程等多個(gè)工程項(xiàng)目，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

(1)采用專門制作的角樁進(jìn)行圍堰端部連接，提高圍堰端頭連接的穩(wěn)定性和防水效果，提高合龍施工速度，相比傳統(tǒng)施工方法節(jié)約工時(shí)15 %。

(2)通過計(jì)算軟件對承臺施工過程進(jìn)行模擬，分析各工序施工過程中圍堰的變形和應(yīng)力分布情況來設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，對施工過程進(jìn)行全面監(jiān)控，提高施工安全性。

(3)采用在灘涂中回填碎石的方法，提高管樁的整體穩(wěn)定性，同時(shí)提高管樁的整體承載能力，加強(qiáng)在承臺施工過程上整體鋼圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證承臺施工安全。與傳統(tǒng)施工方法相比綜合節(jié)約造價(jià)12 %左右。