深水區承臺鋼板樁圍堰先支法施工工藝

【摘 要】鋼板樁圍堰在橋梁深水基礎中有著廣泛的應用。其施工方法分為先支法和后支法。本文從理論出發，結合A大橋工程，對現有鋼板樁圍堰施工工藝進行了改進。具體從拼裝下層圍檁支撐框架并沉放、安裝上層圍檁支撐框架、鋼板樁圍堰施工、承重體系轉換等方面綜合進行論述。

【關鍵詞】深水區；鋼板樁；先支法；施工工藝

A大橋深水區整體式承臺，結構形式為矩形倒橢圓端形，長25.03米，高3米，承臺頂標高為+2.5m，底標高為-0.5m，其中整體式承臺寬6.6米，基礎為10根直徑1.6m鉆孔灌注樁；由于地處淺海區，承臺基礎施工主要受漲落潮影響。地質揭露層表現為流塑狀淤泥，粘性較好，土質較均勻。承臺所在位置水深為6.5～8.6m。為了保證圍堰的施工安全性及提高深水區承臺施工效率，采取鋼板樁圍堰對深水區承臺范圍進行基坑支護，堰內控制水位，借助鋼護筒搭設承臺澆注支架。鋼板樁圍堰的施工采用先支法，即設置先支圍檁兩道：底圍檁為鋼筋混凝土預制梁與型鋼圍檁所組成的支撐框架；頂圍檁為型鋼加工而成的支撐框架。鋼筋混凝土預制梁充當承臺支架的承重梁，并放置在護筒的承重牛腿上，預制梁上放置預制板，為承臺施工提供施工平臺。圍堰施工完成如圖1所示。

圖1 圍堰施工完成示意圖

1 安裝下層圍檁及支撐

1. 1 預制鋼筋混凝土梁、板

每個深水區整體式承臺有5榀鋼筋混凝土預制梁，10塊鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土梁呈井字型，其中預制板中央、縱梁1與縱梁2之間為鉆孔灌注樁的鋼護筒。預制梁，預制板示意圖如圖2所示：

圖2 預制梁、預制板示意圖

鋼筋混凝土梁、板的預制加工均在現場進行，所用的模板采用小塊組合木模板，生產過程中按照先綁扎鋼筋，根據護筒偏位確定梁體吊點預埋孔的位置，再安裝模板的順序進行。

1.2 安裝臨時施工平臺

臨時施工平臺是在水面以上為拼裝預制梁和型鋼圍檁，形成預制梁及支撐框架的臨時結構物。臨時施工平臺由三角支架加工而成，橫梁為雙拼工32型鋼，壓桿為雙拼工10型鋼，預制鋼筋混凝土梁、板的同時，在承臺樁基護筒+2.50的標高上焊接成型。

1.3 拼裝預制梁及支撐框架并沉放

1.3.1 拼裝預制梁及圍檁

臨時施工平臺完成后，將達到強度要求的預制梁使用汽車吊安裝到施工平臺上。安裝時，預制梁的橫梁軸線保持在一條直線上。預制梁施工完成后拼裝雙拼工40圍檁，圍檁與預制梁間使用雙拼工25焊接相連。

1.3.2 沉放前的準備工作

預制梁及支撐框架利用在鋼護筒上放置挑梁作為臨時承重梁，使用吊桿及液壓千斤頂進行框架沉放施工，為保證后續承重牛腿安裝方便，支撐框架下放前，在對應位置上將承重牛腿反掛于預制梁下方。

1.3.3 預制梁及支撐框架的沉放

預制梁及支撐框架的下放是通過6個75噸穿心千斤頂實現的，為保證支撐框架的準確下放，在鋼護筒上焊接導向架。下放過程中專人指揮，6臺千斤頂同步下放，每下放12cm應進行一次標高調整，以確保各點同步均勻受力。底梁下放過程中，由測量員測量工10限位型鋼的頂標高，以確定支撐框架下放到位。支撐框架下放到位后，固定吊桿螺帽，并拆除千斤頂。

2 安裝上層圍檁及支撐，并進行鋼板樁圍堰施工

2.1 安裝上層圍檁及支撐

根據工10型鋼限位，在護筒上安裝導向架，導向架可由臨時施工平臺的三角架代替。根據導向架及限位，安裝雙拼工32圍檁及支撐。

2.2 鋼板樁圍堰施工

鋼板樁圍堰的尺寸為26.76m×9.00m，選用拉森U型NSP-IVw-600且長為18m、23m的鋼板樁。

2.2.1 鋼板樁施工前準備工作

首先在板樁堆放基地對鋼板樁進行分類、整理，選用同種型號的板樁，進行彎曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號、規格、數量的鋼板樁。

鋼板樁進場前需要檢查整理，發現缺陷隨時調整，整理后在運輸和堆放時盡量不使其彎曲變形，避免碰撞，尤其不能將鎖口碰壞。

樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鎖口宜涂以黃油或其它油脂，對鎖口變形、銹蝕嚴重的鋼板樁，整修矯正。轉角處采用90度的轉角樁。

2.2.2 鋼板樁施工過程控制

待上層圍檁安裝完畢后，開始進行鋼板樁插打。鋼板樁從圍堰中心開始打入第一片鋼板樁，然后逐步向兩邊插打，在下游合攏。最初的一、二塊鋼板樁的打設位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。每完成3米測量校正1次，確保在同一直線上。每根鋼板樁施打完畢后，即與圍檁焊接牢固。根據起吊能力確定逐根插打到穩定的深度，一般為2～3m，待所有鋼板樁插打完畢后再依次打到設計標高。鋼板樁合攏通過精確計算，確定合攏口位置，配置相應規格的異形鋼板樁，現場實測異形鋼板樁的角度和尺寸，根據實際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個圍堰的密封性。為保證圍堰在淤泥層上有較好的穩定性，經計算，每隔4塊18m的鋼板樁插打一塊23m的加長鋼板樁。

3 承重體系的轉換

鋼筋混凝土預制梁不僅是圍堰支撐，而且還是承臺施工時的承重梁，在圍堰施工過程中，底架的重量由挑梁和吊桿承擔。由于承臺施工時需要割除護筒，因此需要對承重體系進行轉換，將施工荷載及結構荷載轉由承重牛腿承擔。

3.1 圍堰抽水、堵漏

圍堰抽水堵漏前，先驗收圍堰第一道圍檁的穩定性。驗收通過后，使用兩個7.5kW的潛水泵進行抽水，并由潛水工使用止水布條，對鋼圍堰外側鎖口進行堵漏施工。

抽水過程中，要時刻留意圍堰的變形情況，如發現特殊情況，應及時停止抽水，并回補水頭，待查明原因后，立刻采取加固措施。當堰內水位到達標高-2.00m時，加固下層圍檁，并在圍檁與鋼板樁上加焊三角勁板。

3.2 焊接承重牛腿

當承臺圍堰水位降至-2.00m時，檢查下層圍檁的加固情況后，即可焊接承重牛腿。承臺底架承重牛腿采用雙拼H500型鋼，長70cm，頂標高為-0.95m，沿橫橋向每個護筒上分別安裝兩個。

施工時，使用吊車將反掛在預制梁下方的牛腿提起，施工人員利用反吊掛籃到梁下方進行安裝、焊接。安裝過程中要求牛腿頂面處于水平位置，并貼緊預制梁下放，焊縫飽滿密實，確保牛腿滿足受力要求。

驗收牛腿焊接質量后，可進行承重體系的轉換，即由挑梁及吊桿承重轉換至牛腿承重。施工時，先拆吊桿，再拆挑梁，注意對吊桿螺母移動位置抹上黃油，以減小摩擦力。

在承重體系成功轉換為牛腿受力后，深水區承臺圍堰先支法及牛腿支撐施工工藝即完成。接著可進行割護筒、鑿樁頭、安裝預制板及澆筑找平層。當找平層完成澆筑后，即可進入承臺的實體施工。

4 結語

該工程深水區承臺采用的鋼板樁圍堰先支法和牛腿支撐施工工藝與鋼套箱圍堰相比具有工期短、施工成本低、工藝簡單、占用水面較少、安全、施工風險易于控制等諸多優勢；與型鋼底架支撐施工工藝相比，節約了大量型鋼等施工材料，減小了鋼板樁圍堰的變形和拆除型鋼底架所帶來的安全風險，同時降低了施工成本，縮短了施工工期。

參考文獻：

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