鋼板樁圍堰施工水中系梁

■李春桃 ■四川公路橋橋梁建設集團有限公司大橋分公司，四川 成都 610015

1 工程背景

麻武高速公路連接線浠水河大橋河面標高為35.1m，系梁底面標高為33m，系梁底在水位以下3.1m。由于本項目工期緊、任務重、近場時間遲等原因，為了在洪期前完成基礎及下部構造，經過多方比對連接線浠水河大橋樁基礎采用筑島施工，筑島村料采用砂性土，筑島頂面標高設計為36m。

本工程系梁開挖深度在4m以上，開挖范圍內為筑島砂性土填料，由于開挖深度較大，且在水面以下3m以上，不能采用放坡形式開挖，只能采用基坑支護，必須采取可靠而有效的基坑支護處理。現行的基坑支護方法很多，如排樁(鋼板樁、鋼管樁等)、砼圍堰、沉井等，砼圍堰、沉井等屬于一次性投人，不能周轉回收，費用大，工期長，施工難度大，且這些永久性支護還可能給后續施工帶來不便。通過對多種支護方案的具體分析和比較，特別是考慮造價、工期、施工難度和安全性等因素，認為采用鋼板樁支護具有操作簡單、安全性好、工期短、節約投資等明顯優點，決定采用鋼板樁加內支撐的支護方案，鋼板樁圍堰按4m×9m設計。

2 鋼板樁圍堰施工方案

2.1 工藝流程

施工準備→測量定位→打鋼板樁→鋼板樁內支撐→基坑挖掘→封底墊層→系梁鋼筋綁扎及墩柱鋼筋安裝→系梁模板安裝→系梁混凝土澆筑→墩柱模板安裝→墩柱混凝土澆筑→鋼板樁圍堰拆除。

2.2 鋼板樁施工

2.2.1 鋼板樁的選用

本工程選用日本進口止水鋼板樁進行施工，該鋼板樁為小鎖口，有很好的止水能力，寬40cm，重76.1kg/m，考慮到本工程地質情況的需要，樁長為9米的鋼板樁。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，尤其不能將連鎖口碰壞。鋼板樁檢驗標準如下:樁垂直度＜1%;樁身彎曲度＜2%L;全數進行短樁通過試驗檢查鎖口，不合格的要進行整修，嚴重的禁止使用。

樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鋼板樁鎖口內涂抹黃油以減少插打時鎖口間的摩擦和減少鋼板樁圍堰的滲漏。其體積配合比為黃油:干膨潤土:干鋸沫=5：5：3。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 打入

(1)施工放樣與定位。由于采取筑島形成施工平臺，鋼板樁在陸地施工，場地平整后，經過測量放樣，將施工區域控制點標明，然后用石灰將鋼板樁的整體線路標出。為確保鋼板樁在一條直線上，在轉角控制點位置鋼管樁作為定位樁，在打樁時作為導向位置及高程控制標志。

(2)鋼板樁打入總體施工流程。鋼板樁從上游側圍堰中心開始打入第一片鋼板樁，然后逐步向兩邊插打，在河下游合龍，第1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，即與槽鋼焊接牢固。鋼板樁合龍通過精確計算，確定龍口位置，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。

2.2.3 鋼板樁打入施工工藝

(1)采取25t汔車吊停在離打樁點就近的平臺，側向施工，便于測量人員觀察。掛上60t振動錘，升高并理順油管及電纜;(2)振動錘下降，開液壓口，拉一根樁至打樁錘下，鎖口抹上潤滑油同時起錘;(3)待鋼板樁尖離開地面30cm時，停止上升。錘下降，使樁至夾口中，開動液壓機并夾緊樁，上升錘與樁至打樁地點;(4)對準樁與定位樁的鎖口，錘下降，靠錘與樁自重壓樁至不能下降為止;(5)試開打樁錘30秒左右，停止振動，利用錘慣性打樁至堅實土層，開動振動錘打樁下降，控制打樁錘下降的速度，使樁保持豎直，以便鎖口能順利咬合，提高止水能力;(6)板樁至設計高度前40cm時，停止振動，振動錘因慣性繼續轉動一定時間，打樁至設計高度;(7)松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁。打樁前一般應在鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物。

2.2.4 注意事項

(1)插打次序自上游開始，在下游合攏;(2)插打時要嚴格控制垂直度，特別是第一根樁;(3)鋼板樁起吊后利用人工將樁插入鎖口，動作緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入;(4)鋼板樁振動插打到小于設計標高40cm時，小心施工，防止超深。

2.3 圍堰支撐

基于本工程施工場地狹小，考慮到浠水河水河水的影響以及周圍動荷載和主動土壓力較大，根據計算圍堰內部采用φ315×8mm鋼管樁作為骨架進行支撐，在鋼板樁上橫向設置I40作為硬撐的支撐面，工字鋼與鋼板樁焊接牢固，內部支撐設置在地面以下1.5m，以確保鋼板樁圍堰的穩定性。兩端采用I40工字鋼做成斜撐，以加強鋼板樁整體抗側向力剛度。

3 基坑開挖

根據工程地質條件，系梁的埋至深度以及河水等因素影響，系梁的開挖采用一臺CAT320挖機和人工同步進行。

3.1 挖土、清淤

在挖土、清淤及進行內部支撐的過程中用泥漿泵配合高壓射水將圍堰內的淤泥清除。清淤時及時測量坑底標高，達到設計底標高，停止高壓射水。

3.2 防滲與堵漏

鋼板樁打入之前一般應在鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物。當鎖口不緊密漏水時，用棉絮等在內側嵌塞，外側包裹一層防水彩條布，起到防水和減小水壓力的雙重效果。

4 鋼板樁拔除

4.1 施工要點

(1)鋼板樁拔除采用25t汔車吊配合液壓60t振動錘進行施工，拆除前先振打鋼板樁，使其與封底砼分開，在將鋼板樁撥出。

(2)在墩柱澆筑完成后，進行支撐的切割工作，用吊車配合進行拔樁。

(3)在內支撐全部拆除完成后，進行鋼板樁的拔除。在拔樁時，采用振動錘進行拔除，拔一根清理一根。

5 結束語

麻城到武穴高速公路連接線浠水河大橋水中系梁鋼板樁圍堰施工，在計劃期限內順利完成了工程任務，得到了各方的廣泛好評。該實踐經驗表明，對水中系梁開挖采用內支撐鋼板樁支護，可保證基坑兩側的穩定，有效消除安全隱患，鋼板樁施工材料及設備還有可多次重復使用、節約投資和機械化程度高等優點，使用非常方便，是一種行之有效而安全可靠的方法，達到縮短工期、減少投入的目的，很好的解決了水中系梁施工的問題，可供同類工程參考。