鋼板樁圍堰技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

張赟

（江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西南昌330103）

0 引言

在橋梁基礎(chǔ)項(xiàng)目施工階段中，鋼板樁圍堰技術(shù)具備施工方便、操作性強(qiáng)、技術(shù)成熟、成本低等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。為了能夠?qū)υ摷夹g(shù)的應(yīng)用情況有更為全面的了解，對該技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，總結(jié)出科學(xué)有效的技術(shù)方案，對項(xiàng)目的開展有著積極作用。

1 拉森鋼板樁優(yōu)點(diǎn)與作用

根據(jù)我國目前的工藝水平，對拉森鋼板樁進(jìn)行分析，它有兩種類型分別為冷彎鋼板樁和熱軋鋼板樁。在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)域中，冷彎鋼板樁的使用頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱軋鋼板樁，這主要是前者比后者更具有價(jià)值性。為了對拉森鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)及作用有更全面了解，以下對其進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1 拉森鋼板樁用途范圍

對于拉森鋼板樁而言，它具備特種性及優(yōu)越性，不僅能在永久性工程項(xiàng)目使用，并且還能應(yīng)用于碼頭建筑工程，還有基坑工程中。在應(yīng)用的階段中，通過該技術(shù)可以提高工程項(xiàng)目的建設(shè)效率與質(zhì)量，還能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目的開展奠定良好基礎(chǔ)。

1.2 拉森鋼板樁優(yōu)點(diǎn)

在橋梁工程項(xiàng)目施工的階段中，拉森鋼板樁最大的特點(diǎn)就是質(zhì)量高。由于工程基坑對于承載能力及剛度的要求是非常高的，并且還需要確保工程具備一定的隔水性，在使用階段中應(yīng)用拉森鋼板樁能夠滿足橋梁工程施工要求。另外，在該技術(shù)還具備施工方便、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

2 工程概況

某大型橋梁項(xiàng)目的總長度為785m，整個(gè)橋梁采用（8～32m）預(yù)制簡支組合箱梁形式，為鐵路線路橋梁項(xiàng)目，設(shè)計(jì)為雙線走向方式，線間隔距離為4.8m，總計(jì)設(shè)有9 個(gè)墩臺。經(jīng)過前期地質(zhì)勘查，橋梁所處地區(qū)的地質(zhì)條件為低山丘陵地貌，植被茂盛，兩側(cè)橋臺極為陡峭，下部有河流經(jīng)過，水面寬度為100m 左右。

3 鋼板樁圍堰的方案設(shè)計(jì)

3.1 方案確定

3.1.1 在現(xiàn)場施工前，需要在該橋梁的上游，距離左中心線15m 的位置上設(shè)計(jì)一條鋼結(jié)構(gòu)施工棧橋，其長度為100m，寬度為4.5m，在其和棧橋垂直的方向上設(shè)置3 個(gè)鋼平臺結(jié)構(gòu)，并且對于該橋梁的圍堰、承臺、墩身等結(jié)構(gòu)采用同時(shí)施工方式，提高施工效率和質(zhì)量。

3.1.2 深入研究分析該橋梁項(xiàng)目的地理環(huán)境、自然條件、水文地質(zhì)等條件，監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工、業(yè)主等單位組織技術(shù)人員進(jìn)入到現(xiàn)場進(jìn)行全面勘察，對于該橋梁設(shè)置在水中的承臺進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，各個(gè)單位確認(rèn)變更方案并且會簽，同時(shí)經(jīng)過縣級以上水利部門的審批通過，決定對于該項(xiàng)目承臺高程進(jìn)行變更，承臺底部標(biāo)高增加約2.7m，變更之后該項(xiàng)目的圍堰內(nèi)部區(qū)域內(nèi)水深度為10.2m。

3.1.3 該橋梁項(xiàng)目建設(shè)工期比較短，水深比較大，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性高，容易誘發(fā)安全事故，為項(xiàng)目施工帶來不利影響。經(jīng)過對現(xiàn)場的全面深入分析，對比多種圍堰施工方案，最終選擇應(yīng)用鋼板樁圍堰的結(jié)構(gòu)形式，并且通過專家、技術(shù)人員的反復(fù)計(jì)算與審核，上報(bào)主管部門批復(fù)，才決定選用該方案進(jìn)行項(xiàng)目施工[2]。

3.2 橋梁承臺數(shù)據(jù)

墩承臺結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場施工條件和實(shí)際情況，選擇合適的施工尺寸進(jìn)行測量，其承臺高度全部為270cm?，F(xiàn)場施工的水位高程尺寸為42.57m，6#墩承臺高程是最低的，經(jīng)過變更之后調(diào)整為33.358m。在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，封底混凝土結(jié)構(gòu)厚度尺寸為1.0～1.5m。

3.3 方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化

承臺周邊需要預(yù)留2～3m 的工作面，5#、6#墩的周邊圍堰尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為14m×18m，平面結(jié)構(gòu)的尺寸需要做好控制，并且使用鋼板樁進(jìn)行閉合性檢測，將整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行全面管控，保證尺寸偏差范圍控制在±0.5m 內(nèi)。

對于6#墩進(jìn)行分析，其墩承臺結(jié)構(gòu)具有代表性，設(shè)計(jì)的堰頂為施工水位的1m 位置上，在計(jì)算時(shí)按照圍堰頂部高度為10.5m 的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，以確定施工技術(shù)參數(shù)。在現(xiàn)場施工時(shí)，鋼板樁結(jié)構(gòu)的長度為18m，入土深度為7.5m，達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。從安全性角度進(jìn)行計(jì)算，在鋼板樁圍堰深度為10.5m 的情況下，內(nèi)部圍檁與支撐結(jié)構(gòu)安裝4 道，經(jīng)濟(jì)性較好，也能夠達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)。

4 鋼板樁圍堰施工

4.1 施工準(zhǔn)備

拼接鋼板樁作業(yè)之前，應(yīng)該開展全面性的檢查，測量、分類、編號等處理，讓各個(gè)結(jié)構(gòu)部分有序的處理，并且將兩側(cè)的鎖口采用相同型號長度為2～3m 的短板樁進(jìn)行試驗(yàn)檢測，必須保證2～3 人拉動通過為合格標(biāo)準(zhǔn)。打拔鋼板樁的主要施工設(shè)備為振動錘，這是必不可少的，在操作前進(jìn)行檢測，合格后才能開展施工。

4.2 圍堰施工

4.2.1 打設(shè)定位樁、安裝定位橫梁

在現(xiàn)場使用安裝完畢的鋼板樁進(jìn)行定位處理，并且需要使用工字鋼焊接作業(yè)，通過工字鋼進(jìn)行鋼板樁的定位處理，達(dá)到精度的要求。鋼板樁露出水面的部分要進(jìn)行警示標(biāo)記，做好槽鋼的固定工作，在打樁環(huán)節(jié)要確定具體的導(dǎo)向位置，標(biāo)記好高程。

4.2.2 打入鋼板樁

自河流上游側(cè)圍堰內(nèi)的中間部位打入第一個(gè)鋼板樁開始，兩側(cè)對稱進(jìn)行插打施工，在下游合龍成為整體性結(jié)構(gòu)，所以確保最初打入的鋼板樁位置精度合格極為關(guān)鍵。在完成3m 測量之后，進(jìn)行1 次校正，保證其處于同一直線上。按照起吊能力確定插打的深度，通常為2～3m 即可，在全部插打結(jié)束后，逐步達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求。鋼板樁合龍部分的施工應(yīng)該設(shè)置合格的異形鋼板樁形式，在現(xiàn)場進(jìn)行測量，保證異形鋼板樁的角度、尺寸完全符合要求。根據(jù)相應(yīng)的切割焊接異形鋼板樁的形式，確保圍堰結(jié)構(gòu)的密封性合格[3]。

4.2.3 鋼板樁實(shí)施抽水、清淤、內(nèi)撐處理，保證結(jié)構(gòu)達(dá)到要求

其一，打入鋼板樁之后堵漏處理，然后設(shè)置第一道圍檁支撐；其二，抽水處理，水位下降3.0m，堵漏處理，然后打入第二道圍檁支撐；其三，再抽水處理，水位下降3.5m，堵漏處理，并且打入第三道支撐；其四，持續(xù)抽水下降到河床下部，堵漏處理，并且打入第四道支撐；其五，抽水或者挖黏土處理，深度為1.5m，然后堵漏。

每一道圍檁支撐結(jié)構(gòu)在安裝作業(yè)前，首先要明確標(biāo)高部位，之后在內(nèi)部焊接三角托架，該結(jié)構(gòu)應(yīng)用槽鋼焊接制作，確保各個(gè)托架頂面高程處于同一平面上。然后應(yīng)用吊車將工字鋼吊起到托架表面，并且采用水平設(shè)置的方式，確保各個(gè)位置都與鋼板樁緊密貼合，如果存在縫隙，直接填塞楔塊，每3 個(gè)鋼板樁和工字鋼采用點(diǎn)焊方式連接。最后，進(jìn)行鋼板樁斜支撐與橫向支撐的連接，確保各個(gè)部位連接緊密，縫隙使用楔塊封閉處理[4]。

4.2.4 鋼板樁圍堰封底及堰內(nèi)結(jié)構(gòu)物施工

圍堰內(nèi)抽水工作結(jié)束后，拔出全部定位管，基底進(jìn)行平整性處理，并且在表面鋪設(shè)一層厚度為1.5m 的C20 混凝土材料。封底作業(yè)之前，要在底部鋼板樁周邊鋪設(shè)編織袋或者土工布的材料，以保證鋼板樁和底部混凝土結(jié)構(gòu)是隔離狀態(tài)，確保拔除鋼板樁可以順利進(jìn)行。封底混凝土從一側(cè)到另外一側(cè)施工需要連續(xù)進(jìn)行，且不設(shè)置施工縫。在封底結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求的80%之后，才能進(jìn)行各個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的拆除施工。然后承臺立模、綁扎鋼筋以及承臺澆筑施工，在強(qiáng)度合格后，拆除該結(jié)構(gòu)。最后逐步進(jìn)行橋墩結(jié)構(gòu)的施工，每一步都要保證符合要求。上述各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)束后，全面拆除圍檁結(jié)構(gòu)。

4.2.5 防滲與堵漏

鋼板樁打入作業(yè)開始前，要在鎖口的部位上涂抹一層黃油、鋸末的混合物，以保證潤滑性合格。在鎖口存在滲漏的問題，使用棉絮或者麻繩進(jìn)行嵌塞處理，外部需要包裹一層防水彩條布，確保達(dá)到堵塞的要求，在樁腳的漏水位置上，通過局部混凝土實(shí)施封底處理。

4.2.6 鋼板樁拔出

應(yīng)用打樁機(jī)夾住鋼板樁頭，持續(xù)振動1～2min，確保周邊的土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動的情況，達(dá)到液化的狀態(tài)，減小樁體結(jié)構(gòu)的摩擦力，然后緩慢、勻速的向上振拔處理。拔樁焊接時(shí)，要隨時(shí)了解樁機(jī)的負(fù)荷情況，如果發(fā)現(xiàn)拔出難度大或無法拔出，應(yīng)該停止拔樁處理，再振動1～2m，向下打入0.5～1.0m 的距離，然后逐步進(jìn)行振拔處理，反復(fù)處理后可以拔出。

5 鋼板樁圍堰施工監(jiān)測

該基坑項(xiàng)目的安全等級為一級，需要隨時(shí)進(jìn)行圍堰檢測。觀測鋼板樁側(cè)向水平位移；鋼板樁周邊需要設(shè)置4 道邊墻，間隔2m 就要布設(shè)一組觀測點(diǎn)，每個(gè)觀測點(diǎn)都要沿著鋼板樁的豎向位置確定，每兩道圍檁需要設(shè)置一個(gè)觀測點(diǎn)；間隔12h 記錄一側(cè)觀測數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語

經(jīng)過本文實(shí)際橋梁案例進(jìn)行鋼板樁圍堰施工分析，采取科學(xué)合理的應(yīng)對措施，保證安全性符合要求，確保工程的質(zhì)量合格，鋼板樁圍堰應(yīng)用到10m 以下水深可以達(dá)到要求，對于類似橋梁項(xiàng)目施工有重要參考價(jià)值。