韓江雙線特大橋深基坑開挖防護技術(shù)

孫文勇,金 璐

（中鐵十九局集團三公司）

1 工程概況

韓江雙線特大橋上跨韓江北溪連續(xù)梁11#主墩位于韓江江中,本地每年3～7月份為汛期,鋼板樁施工時水位為2.79m。承臺為兩階承臺,一階承臺尺寸為14.5×10.5×3 m,底標高為-5.125m,二階承臺尺寸為10.5×6.5×2m,底標高為-2.125m。根據(jù)施工圖紙-6.68～-17.78m地質(zhì)為粘土層,所以鋼板樁長度選用15 m,圍堰平面尺寸為12.8×16.8m。

2 鋼板樁施工

2.1 鋼板樁整理

鋼板樁運到工地后,需進行整理。

鎖口檢查：用一塊長約2 m的同類型、同規(guī)格的鋼板樁作標準件,將所有同型號的鋼板樁作鎖口通過檢查。檢查采用卷揚機拉動標準鋼板樁平車,從樁頭至樁尾作鎖口通過檢查。對于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進行校正。

寬度檢查：通過寬度檢查確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行。同時,盡可能使鋼板樁的寬度都在同一寬度規(guī)格內(nèi)。對于每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測量其寬度,使每片樁的寬度在同一尺寸內(nèi),每片相鄰數(shù)差值以小于1 cm為宜。對于肉眼看到的局部變形可進行加密測量。對于超出偏差的鋼板樁盡量不用。

鎖口潤滑及防滲措施：對于檢查合格的鋼板樁,為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔,并增加鋼板樁在使用時防滲性能。每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油,其體積配合比為：黃油∶瀝青∶干鋸沫∶粘土=2∶2∶2∶1。

2.2 鋼板樁圍堰施工

對于處理好的鋼板樁,在堆放和運輸中,要避免碰撞,防止彎曲變形。鋼板樁圍堰采用用60型振動打樁錘逐片插打。

圍堰鋼板樁采用方形導(dǎo)向架,在圍堰的內(nèi)側(cè)打4根定位樁,焊接牛腿,再安裝導(dǎo)向框。該工程由于在施工水中鉆孔樁時,固定平臺4根管樁可兼作定位樁用,故水中鉆孔樁完成后,利用鉆孔用固定平臺作鋼板樁插打?qū)蚣苎b置。第一片鋼板樁以導(dǎo)梁為定位、垂直插打至設(shè)計頂標高（+4.79m）,插打過程中仔細校正鋼板樁位置且確保垂直。其余各鋼板樁,則以已插好的鋼板樁為準,起吊后人工扶持插入前一片鋼板樁鎖口,然后用振動錘振動下沉。插入樁位的鋼板樁需緊靠導(dǎo)梁。插打一片或幾片后,將已插好的鋼板樁點焊固定于導(dǎo)梁上。整個施工過程中,用錘球始終控制每片樁的垂直度,及時采用千斤頂、木楔、導(dǎo)鏈等進行調(diào)整。插打過程中,須遵守“插樁正直,分散即糾,調(diào)整合攏”的施工要點。

為了便于合攏,合攏處的兩片樁應(yīng)一高一低。方形鋼圍堰有4個面,打完的每一片鋼板樁都要沿導(dǎo)向架的法線和切線方向垂直,合攏應(yīng)選擇在角樁附近（一般離角樁4-5片）,如果距離有差距,可調(diào)整合攏邊相鄰一邊離導(dǎo)向架的距離。為了防止合攏處兩片樁不在一個平面內(nèi),一定要調(diào)整好角樁方向,讓其一面鎖口與對面的鋼板樁鎖口盡量保持平行。

3 圍囹支撐施工

鋼板樁施工完畢后即可進行第一道圍囹支撐的施工,第一道圍囹支撐高程為+3.3m。支撐施工步驟為：在支撐位置施焊三角限位鋼板（牛腿）→安裝圍框、支撐→設(shè)上限位鋼板→斜撐與圍框焊接。支撐制作完成后用硬木楔塞緊鋼板樁與圍框之間的間隙。施工中各斜撐平面位置采用坐標定位,誤差控制在5 cm之內(nèi)。

第一道圍囹施工完成后,抽水至二階承臺頂面高程位置,進行第二道圍囹支撐的施工,第二道圍囹標高位置為+0.375m,施工步驟同上。

第二道圍囹施工完成后,抽水至一階承臺頂面高程位置,進行第三道圍囹支撐的施工,第三道圍囹標高位置為-1.625m,斜撐鋼管距離二階承臺四角10 cm,確保二階承臺施工界線。

4 水下開挖

開挖前先將圍堰內(nèi)水抽干,抽水過程密切觀測鋼板樁的變形,并配備好備用泵,以免萬一發(fā)生問題及時向圍堰內(nèi)回水。加強鋼板樁的止水堵漏措施,對于大的縫隙由潛水工下水利用棉絮塞縫；對于小的縫隙,利用煤渣、黃油、木屑的混合物在板樁外側(cè)隨水夾至漏縫處自行堵塞。

由于承臺埋深較深,采用射水、吸泥交替進行施工。吸泥時吸出的泥砂嚴禁堆放在鋼板樁四周,及時采用運輸車外運,以免增大堰外側(cè)壓力。吸泥后圍堰內(nèi)土面平整度應(yīng)控制在±15 cm左右,鋼板樁槽內(nèi)土必須清除干凈,防止承臺施工時墜落傷人。清基時不要過分擾動鋼板樁邊緣土層,靠近鋼板樁附近的泥砂較難吸出,可采用軟管射水,用0.3～0.5MPa的水壓將泥砂沖向吸泥機附近吸出。吸泥后圍堰內(nèi)土面標高為-6.125m。

5 基底處理

封底前在底部鋼板樁四周用編織袋或土工布將鋼板樁與封底混凝土隔離,以便將來鋼板樁順利拔除,封底采用干封80～100 cm厚C30混凝土,采用輸送泵車進行澆筑。封底時由一邊向另一邊推進,保證連續(xù)、不間斷、不留接縫、一次性完成。封底后標高不能高于承臺底設(shè)計標高,封底混凝土頂面保證基本平整。待封底混凝土凝固后,進行封底混凝土頂面沖洗、整修找平工作,并破除樁頭,樁基檢測合格后進行后續(xù)承臺的施工工作。

6 鋼板樁的拆除

待水中墩施工結(jié)束后,回水至第三道圍囹下40 cm處,開始第三道圍囹的拆除；再次回水至第二道圍囹下40 cm處,進行第二道圍囹的拆除；第一道圍囹拆除后向圍囹回水保持圍堰內(nèi)外水位平衡,即可進行鋼板樁的拔除。拔樁時先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1～2min,使鋼板樁周圍的土松動,產(chǎn)生“液化”,減少土對樁的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意拔樁機的負荷情況,發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時,應(yīng)停止拔樁,先振動1～2m in后再往下錘0.5～1.0m再往上振拔,如此反復(fù)既可將樁拔出來。同時觀察浮吊吃水情況,逐漸加快起拔速度。

[1]深基坑支護工程實例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1998.

[2]黎錦周.深基坑工程施工中存在的問題及技術(shù)處理措施[J].施工技術(shù),2008,（8）：61262.

[3]余志成,施文華.深基坑支護設(shè)計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1999.