大連市振連路工程開發區橋梁工程第三合同段鋼板樁圍堰典型施工

王洪東（中國鐵建港航局集團有限公司大連凌水灣項目部，遼寧 大連 116000）

大連市振連路工程開發區橋梁工程第三合同段鋼板樁圍堰典型施工

王洪東
（中國鐵建港航局集團有限公司大連凌水灣項目部，遼寧 大連 116000）

摘要：大連市振連路工程開發區橋梁工程第三合同段現澆樁基有系梁連接，但系梁施工標高多數位于水面以下，需在樁基周圍進行鋼板樁圍堰的施工，抽水后形成干地環境現澆系梁，同時在鋼板樁圍堰頂部搭設施工平臺進行灌注樁的施工。本次典型施工就是驗證在鋼板樁圍堰用于系梁及樁基施工的難易程度和止水效果。

關鍵詞：系梁；鋼板樁；沉樁

1　工程概況

本工程地處黃海近岸海域，位于東經120度58分、北緯38度43分，起于大連市大連灣和尚島（K7+080），終于大連開發區赤峰街（K10+428.718），其中橋梁總長為2017.004m。典型施工位于第三合同段。第三合同段全長為480m，橋梁起點樁號為K8+430，終點樁號為K8+910。共有64根樁，64根柱，32根系梁，32座蓋梁，64片箱梁。樁基采用鉆孔灌注樁。其下部結構都屬于水上施工。

2　施工方法

2.1施工前準備

2.1.1地質條件與鋼板樁圍堰的設計。從地質資料上看，46-1和46-2橋梁基礎所在區域自上而下土質分為淤泥質土層、粉質粘土層、卵石層和全風化石灰巖。淤泥層厚度為5.5m~6.0m之間，挖泥控制底標高為系梁底標高下50cm。粉質粘土層滲透系數為K=10-8cm/s，可視為不透水層，粉質粘土層頂面標高在-8.62m~ -9.76m之間。

2.1.2鋼板樁圍堰的受力計算。46#橋墩挖后泥面標高為-5.5，下圍囹高-3.0m，對鋼板樁的各種性能進行驗算：（波高按1m考慮）

（1）板樁內力計算。經分析，鋼板樁圍堰所受荷栽主要為水平方向的水壓力、波浪力、船舶的撞擊力；在垂直方向的荷栽主要為平臺荷栽。①在水平方向荷栽作用下鋼板樁抗彎強度驗算。下層鋼圍檁以下鋼板樁所承受的水壓力受力簡圖如下（參考《水力學》）：可導出公式w＞M×k÷f÷n÷10-3=911.46cm3。盧森堡PU16鋼板樁截面模量為1600cm3>911.46cm3，故可選擇此種型號鋼板樁。②在平臺垂直荷載作用下軸向受壓時鋼板樁抗彎強度驗算，考慮在鋼板樁頂面搭設施工平臺，對鋼板樁在平臺荷載下的抗彎性能進行驗算：Pcr=3561kN＞95.85kN，因此，在平臺垂直荷載作用下鋼板樁的抗彎穩定性滿足要求。（2）鋼板樁整體穩定性驗算。鋼板樁圍堰的抗傾穩定性以穩定力矩與傾覆力矩的比值Kq來表示（參考<<建筑施工簡易計算>>）：計算得出可以抵抗的最大彎矩為：M=w×n×10-3×f÷k=1600×1× 10-3×215÷1.35=254.8kN·m。此段鋼板樁可承受的最大荷載值為：q板=3×M÷ （0.5×l3）=3×254.8÷（0.5×2.53）=97.87kN。（3）下層圍囹型鋼選擇。查<<熱軋槽鋼規格表>>得[36a槽鋼截面系數為659.7cm3，采用兩根[36a槽鋼可滿足要求。（4）上層圍囹型鋼選擇。考慮鋼圍堰上方搭設的施工平臺荷載，故選用兩根[20槽鋼。（5）下層鋼支撐計算。由于鋼支撐于鋼圍囹相連，處于同一標高，因此鋼支撐所受的軸相壓力等于與之相連的鋼圍囹所受的水壓力。（6）上層鋼支撐選型。上層鋼支撐所選用型鋼型號與鋼圍囹型鋼型號相同，選用[20槽鋼。

2.1.3鋼板樁的清理與篩選。在所運來的鋼板樁要逐一篩選，特別是在現場不具備調直的情況下，要盡可能的選擇那些比較平直的鋼板樁，挑選出來以后要逐一對長度進行登記，并清除鎖口里的雜物。

2.1.4鋼板樁止水材料的配制。止水材料的配制：止水材料由瀝青，黃甘油，滑石粉，細鋸末等四種材料組成。每千克止水材料中瀝青含量為19%、黃甘油含量為29%、滑石粉含量為47%、細鋸末含量為5%。

2.1.5導向架及支撐鋼管的制作。鋼管樁導向架的加工：本次典型功共需要加工16根直徑為219mm壁厚為10mm的鋼管樁并焊接馬腿作為導向架支撐，鋼管長度均為14m，在裝船前要焊接樁頭以便震動錘進行沉樁。

2.1.6震動錘的選型。選擇打樁錘時，主要確定打樁時所需的激振力、必要振幅即可。振動錘的選擇要求：我們選用DJZ-90型，錘重7.3t，其激振力分別為57.7t、54.2t、40.5t；相對應的振幅為9.0mm、7.2mm、5.4mm。

2.2鋼板樁圍堰施工

2.2.1導向架施工。在施打鋼板樁前，要進行鋼管樁和導向架的施工，尤其是內側用于支撐導向架的6根鋼管樁的位置一定要盡量準確，否則將會直接影響到平臺的尺寸和將來拐角樁的施打。本次施工采用GPS海上定位。

2.2.2鋼板樁施打。按照原方案的設計鋼板樁要打到粉質粘土層1m，以起到止水的作用，但是在鋼板樁施打的過程中不可避免的要涉及到鋼板樁下沉的問題。在施打時，有時第二根會帶動前一根下降1m之多。

2.3圍堰內抽水及內支撐施工。鋼板樁完畢之后可以乘低潮進行上面一層[20支撐的施工工作，隨后可以進行圍堰的試驗性抽水施工。鋼板樁抽水采用2臺6寸泵進行作業，鋼板樁圍堰內水量約為630m3，6寸泵作業效率按260m3/h計，抽水時間約為1.5h。

3　鋼板樁施工常見問題及處理

由于海底地質結構復雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用如下幾點辦法解決：（1）鋼板樁擠進過程中受到石塊等側向擠壓作用力大小不同容易發生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m~2.0m，再往下錘進，如此上下往復振拔數次，可使大的塊石被振碎或使其發生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。（2）板樁沿軸線傾斜度較大時，采用異形樁來糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標準寬度的板樁，異形樁可根據據實際傾斜度進行焊接加工；傾斜度較小時也可以用卷揚機或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。（3）在基礎較軟處，有時發生施工當時將鄰樁帶入現象，采用的措施是把相鄰的數根樁焊接在一起，并且在施打當樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟減少阻力。

結語

經過此次典型施工證明，鋼板樁圍堰的止水效果完全符合要求，其承載力完全可以滿足2臺鉆機的需要。

參考文獻

[1]魏愛軍.鋼板樁圍堰施工技術[J].北方交通，2008（01）.

[2]曹先.淺談關于鋼板樁圍堰封底施工技術[J].中國水運（下半月），2010（01）.

中圖分類號：U44

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