水中承臺施工中鋼板樁圍堰施工技術運用分析

鐘成陽

（中鐵二十四局集團橋梁建設有限公司，江西南昌 330100）

0 前言

隨著道路橋梁施工技術發(fā)展，水中承臺施工技術在大型橋梁中得到應用，在具體施工中，如何確保鋼板樁圍堰質(zhì)量安全成為人們關注的重點。以往在施工中技術應用中存在較多問題，集中表現(xiàn)在施工質(zhì)量控制難度大、技術應用不合理、以及缺乏細節(jié)管理方案?，F(xiàn)階段，在水中承臺施工中使用了逆作法，并對施工工序進行了優(yōu)化，使得現(xiàn)場施工質(zhì)量達到要求。

1 鋼板樁圍堰施工方案選擇

1.1 施工思路

本項目施工方案為逆作法，即首先安裝部分圍檁和相關支撐結構，隨后對鋼板樁圍堰進行施工，通過橋梁樁基鋼護筒形成吊架系統(tǒng)。自下層圍檁及支撐部分開始加工，最后形成反吊系統(tǒng)，使用了千斤頂開展整體下放操作，以達到預期施工目標。

1.2 方案選擇

該種類型的鋼板樁圍堰施工方案由于首先對圍檁與支撐結構進行了安裝，因此，在鋼板樁的定位上更為精準，能夠省去安裝定位樁與導梁的工序，有利于節(jié)省施工時間，降低成本投入。在施工作業(yè)現(xiàn)場，使用逆作法對鋼板樁的變形影響小，技術應用安全可靠。本項目施工中，由于水中主承臺部分為低樁承臺，深水清基部分的開挖深度達到了7.36m。相關人員在施工中，應重點控制鋼板樁的變形問題。

2 鋼板樁圍堰設計說明

在漯河至阜陽鐵路增建二線工程跨茨淮新河（44+72+44）m連續(xù)梁承臺及樁基施工中，要做好水中鋼板樁圍堰施工，并對施工中各項因素進行全面把握。施工項目中，主墩承臺的截面尺寸為（17.6×13.2×2.5）m+（12.8×8.4×2.5）m，為確保圍堰施工便利性，綜合考慮作業(yè)空間、抽水井、集水井設置等因素，相關人員經(jīng)圍堰打設的平面尺寸設計為21m×16.5m，此時圍堰結構與承臺混凝土的距離為1.5m，滿足現(xiàn)場施工條件要求。

根據(jù)施工圖和現(xiàn)場地質(zhì)條件，判定項目所在地－6m 范圍內(nèi)均為淤泥層結構，土質(zhì)以粉質(zhì)黏土為主，厚度約為7.36m。通過對歷史水文數(shù)據(jù)分析可知，該地水道歷史最高位達到31.79mm，常水位標高達到26.55m，最高通航水位是31.0m。相關人員在對鋼板樁圍堰設計時，也對主墩位置的河床地質(zhì)資料進行了分析，由于鋼板樁圍堰定的標準高度應超過最高洪水位標高，其實際標高為31.79+0.5=32.29m。

主承臺鋼板樁圍堰需要自上而下設計，共計三道。其中，第一道設計使用雙拼I56a 型工字鋼，距離鋼板樁頂端1.95m；第二道I56 工字鋼，與第一道的距離保持在3.5m；第三道則使用了雙拼I56 工字鋼，與第二道距離保持在3.0m，同時距離封頂面為3.7m。內(nèi)支撐設計采用了2 道直徑為529mm 的鋼管，鋼管之間的距離為6.5m。具體施工中，首先對第一道、第二道圍檁和支撐結構進行施工，隨后安裝鋼板樁圍堰；當清基開挖后，經(jīng)過封底與抽水后，再安裝第三道圍堰與支撐結構[1]。

3 水中承臺施工中鋼板樁圍堰施工技術應用措施

3.1 鋼板樁與圍堰施工控制

在項目施工中，相關人員使用履帶吊與振動錐配合擊打鋼板樁，并堅持由近到遠施工原則，首先對靠近平臺側的鋼板樁進行施工，其次是遠離平臺側的鋼板樁，最后做好兩側自上游向下游合龍。在具體施工環(huán)節(jié)，技術人員要嚴格控制樁的垂直度，并做好定位和雙向垂直度檢查，確保施工位置準確，防止由于出現(xiàn)位置偏差導致鋼板樁豎直下沉。

此外，應做好鋼板樁圍堰平面設計，將其規(guī)劃為矩形結構。具體施工環(huán)節(jié)，相關人員需要重點關注圍堰縱向與橫向是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)角。當出現(xiàn)較為明顯不穩(wěn)的轉(zhuǎn)角時，應做好定型角樁控制。在控制方案應用中，需要將2 根鋼板樁焊接在1 根角樁上，以形成三角形結構，提高其整體穩(wěn)定性。角樁的設計必須穩(wěn)定、并將合龍安排在橫向或縱向的一邊上，此外，根據(jù)現(xiàn)場施工作業(yè)條件，也可選擇在圍堰角樁的位置上合龍。

具體施工環(huán)節(jié)，為確保圍堰整體安全，相關人員對承臺結構采取了水下清基方法，并做好水下封底操作。本次施工完成后，每個承臺累計實現(xiàn)清基方量為1331m3，并應用抓斗進行淤泥清理。此外，技術人員也應用泵吸反循環(huán)法，對承臺基坑進行開挖作業(yè)，通過該種方式，能夠極大提高清基效率，把基坑內(nèi)的泥沙被運送到指定地點，確保了施工作業(yè)的穩(wěn)定性與連續(xù)性。在具體施工中技術人員也增加測試點密度，并輔助高壓水槍，對土體進行沖刷與切割，確保形成泥漿。隨后，利用千斤頂下方整體圍檁和支撐。本次施工要求鋼板樁頂超出最高水位0.5m，86#、87#墩插打的鋼板樁標高如表1 所示。

表1 鋼板樁標高 單位：m

3.2 做好水下封底控制

本次施工中，利用鋼圍堰與鉆孔樁護筒作為支撐，并且在鋼護筒的槽口上鋪設了56a 型工字鋼，將其作為主要承重梁。主梁部分也施工了22a 橫向梁，每個梁的間距為50cm。同時，在橫向分配梁上鋪10mm 的木板，將其作為封底施工平臺。封底混凝土需要采用C30 水下混凝土，厚度為150cm，本次施工中每個承臺使用的方量為519.75m3，封底混凝土采用分塊澆筑法，此外，在圍堰范圍內(nèi)布置了6 根299 型號的水下混凝土導管。在封底控制中，每根導管的澆筑半徑為5m[2]。

在混凝土澆筑時，應對導管接頭質(zhì)量進行控制，做好接頭質(zhì)量與數(shù)量控制，以滿足連續(xù)澆筑要求。澆筑施工完成后，要保證其表面完整，封底的順序為周邊到中間，并依次開球封口。當所有封口均完成后，相關人員根據(jù)混凝土頂面上升情況，控制分配混凝土的流向，使得混凝土在圍堰范圍內(nèi)滿足均勻上升條件。

水下混凝土澆筑需要重點做好高差控制，由專業(yè)人員通過準繩控制澆筑高差，并且對混凝土的擴散情況進行觀察。在導管移位前，需要保證澆筑區(qū)域混凝土鋪滿，防止出現(xiàn)漏澆。根據(jù)施工標準，水下混凝土澆筑高度應控制在承臺以下20cm 處。澆筑完成后，需要對混凝土的強度進行測試，當混凝土強度達到設計要求后，此時倘若圍堰抽水作業(yè)完成，則需要在封底混凝土的上部支立模板，將20cm 厚度的混凝土作為找平層。在最終封底前，應指定專業(yè)技術人員對鋼板樁圍堰底座的具體情況進行檢查，使得封底部分平整，達到預期澆筑要求。

封底完成后，相關人員需要對混凝土的強度進行檢查，當其強度標準達到80%以后，則開始抽水作業(yè)。當抽水達到承臺頂50cm 位置時，需要安裝第三道圍檁。為達到穩(wěn)定安全要求，技術人員需要對各節(jié)點的施工狀況進行檢查，明確鋼板樁與導框之間是否牢固，嚴格避免抽水時意外事件發(fā)生。在施工質(zhì)量控制中，應做好抽水管理，防止出現(xiàn)抽水過快問題，同時需要對圍堰結構進行觀察，當其鎖口位置出現(xiàn)大量漏水時，應立即做好止水處理。

對本次施工中鋼板樁鎖口漏水問題進行分析可知，操作人員在對鋼板樁進行打插的過程中，使得鋼板樁受到了物理撞擊，鎖口位置發(fā)生滲漏。為防止問題擴大化，相關人員使用了導管在圍堰外側放置了煤渣，當煤渣的高度超過漏水位置時，漏水問題便會得到解決。此外，也可使用袋子預先裝進煤渣，通過活力將其安置在漏水位置。

3.3 施工效果評估

在水中承臺施工中，使用鋼板樁圍堰施工技術產(chǎn)生的效果十分明顯，在具體施工管理中，應對施工要點進行明確，并做好細節(jié)控制工作，降低各類因素對施工結果造成的不良影響。作為優(yōu)秀施工技術人員，應堅持理論與實踐相結合原則，對鋼板樁圍堰施工技術進行升級，并結合工程項目實際情況，做好安全與質(zhì)量控制工作，以實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益和社會效益[3]。

此外，本項目施工流程具有較強的合理性，使得鋼板樁施工技術達到行業(yè)領先水平，項目施工作業(yè)流程如圖1 所示。

圖1 鋼板樁圍堰施工流程

在施工作業(yè)中，相關人員嚴格按照上述流程對鋼板樁圍堰進行施工，并做好施工質(zhì)量控制，對項目施工中的重點與關鍵環(huán)節(jié)進行管理，如鋼板樁合龍對接與承臺施工質(zhì)量驗收。項目經(jīng)過驗收后，質(zhì)量合格，施工標準達到行業(yè)領先水平，為同類項目施工提供了重要參考。

4 結語

綜上所述，本文對橋梁水中承臺設計方案進行研究，分析了承臺施工技術手段，對鋼板樁圍堰施工思路進行了探索，提出使用逆作法，優(yōu)化施工路徑，通過對鋼板樁的起吊下插、合龍，做好施工吸泥、清淤、混凝土澆筑、圍堰內(nèi)抽水，使得承臺施工質(zhì)量達到預期要求，有效避免了安全風險與質(zhì)量不良事件。