漳江灣特大橋主墩承臺鋼板樁圍堰關鍵施工技術分析

林東發（漳州市通順交通建設有限公司，漳州363000）

漳江灣特大橋主墩承臺鋼板樁圍堰關鍵施工技術分析

林東發
（漳州市通順交通建設有限公司，漳州363000）

根據漳江灣特大橋主墩承臺所處的地質水文等特點，采用鋼板樁圍堰支護施工橋墩承臺的方案，闡明了海上鋼板樁圍堰施工、圍堰水下封底混凝土等關鍵施工技術，為該類項目工程提供參考。

鋼板樁圍堰水下封底混凝土鋼板樁插打預防措施

0 引言

隨著經濟的發展和社會環境的要求，我國跨海橋梁建設步伐大大加快?？绾蛄合鄬τ趦群訕蛄航ㄔO條件的最大區別在于施工水域受海洋潮汐影響，每天要經歷兩個漲落潮，水文條件復雜，這個給橋梁的水中承臺施工提出了新的難題。水中承臺施工通常采用的支護擋水形式為雙壁鋼圍堰、鋼板樁圍堰、鋼吊箱等。在淺水近灘水域，鋼板樁圍堰以其施工速度快、施工設備要求低且不受潮位影響、止水性能好、整體剛度強、回收率高、方便防撞護舷安裝且施工成本較低等特點得到越來越多的應用。

1 工程概況

漳江灣特大橋是漳州沿海大道（縱一線）工程中關鍵性的控制節點工程，跨越3.5公里的漳江海域，分為北引橋、主航道橋、南引橋三個部分，其中主航道橋為C55預應力混凝土連續箱梁，跨徑布置為（83+150+83）m，如圖1所示。

24、25#主墩為分離式高樁承臺基礎，承臺尺寸14.2m×10.2m×3.5m，配6根直徑為2.2m的鉆孔灌注樁，順橋向布置兩排、橫橋向布置三排，如圖2所示。承臺底標高-2.5m，海底標高分別為-4.88m和-5.9m。

橋位處受不規則半日潮影響，每天兩輪漲落潮，根據歷史統計，最高潮位為+2.5m，最低潮位-2.4m，最大潮差為4.3m。

圖1 主航道橋橋型布置圖（單位：cm）

2 鋼板樁圍堰施工

通過成本、工期等對比，選用21mSP-IVw型鋼板樁進行主墩承臺圍堰施工。主墩左右幅兩個承臺設置成一個整體式圍堰，圍堰距承臺邊為1.75m，圍堰尺寸為35.42m×13.84m，頂標高為+6.5m，底標高為-14.5m，采用雙拼HW 588型鋼設置兩層圍凜，采用1m厚C25水下混凝土封底，圍堰的布置形式見圖3。

2.1 鋼板樁圍堰施工設備選取

鋼板樁插打振動錘根據鋼板樁受土體側摩阻力選擇：鋼板樁入土最大長度為9.6m，SP-IVw型鋼板樁截面積為135.3cm2，厚度1.8cm。鋼板樁的側摩阻力為×2×(8.4×10+25×1.2)=171kN，DZ40振動錘滿足施工需求。根據單塊鋼板樁及振動錘重量選用50t履帶吊作為吊裝設備。

2.2 鋼板樁圍堰主要施工方法

鋼板樁圍堰施工時，以圍檁作為鋼板樁施打的內導向，用定位卡板作為外導向。先利用鋼護筒安裝懸臂掛腿（如圖4），在掛腿上施工鋼圍檁，利用雙層定位卡板（如圖5）定位鋼板樁，達到鋼板樁精確定位的目的。

2.2.1 鋼板樁插打方法

按照逐片插打，逐漸糾偏，分階段插打的方法進行鋼板樁的插打施工。鋼板樁在三條非合龍邊先插打至設計標高，在合龍邊（包括兩條角樁）先將鋼板樁逐塊插打入土，其插打深度保證其受潮水作用能保持自身穩定，直至合龍，再逐一第二次復打至鋼板樁設計標高。

圖2 主墩承臺一般構造圖（單位：cm）

圖3 主墩鋼板樁圍堰布置圖（單位：cm）

2.2.2 鋼板樁插打次序

在受潮水影響的海水中插打鋼板樁，受兩個流向影響，為了減少水流阻力，上下游側面在低平潮或高平潮時施工，其他時段施工側面，合龍口設置在邊長較短一側，在低平潮水位時合龍，以保證其垂直準確。

鋼板樁圍堰在合龍時，兩側鎖口不盡平行，兩端相距在一定范圍內時，可采取手拉葫蘆或滑輪組等工具進行調整。

2.2.3 施工預防措施

鋼板樁主要依靠鎖口自身密實性進行防漏，但是如果施工過程中鋼板樁的質量、插打垂直度等存在問題，鋼板樁圍堰會在鎖口位置出現滲漏，可采取如下措施進行預防和處理。

（1）施工過程中的措施

施工過程中加強對鎖口的檢查，用同型號的短鋼板樁做鎖口滲漏試驗，檢查鋼板樁鎖口松緊程度，過松或過緊都可能導致鋼板樁施工后滲漏；施打前在鋼板樁鎖口內抹黃油等潤滑劑；施打時控制好垂直度，不得強行施打、損壞鎖口。

（2）施工后的滲漏處理

抽水后發現鋼板樁鎖口漏水不太嚴重時，可用橡膠止水帶對滲漏位置填堵。對于低潮后不滲漏但高潮時滲漏較大時，則可用快速堵漏劑將鎖口位置進行封堵；滲漏嚴重時，在鋼板樁圍堰滲漏外側堵砂袋或散裝細顆粒堵漏物（如木屑、爐渣、谷糠等），內側用橡膠止水帶在板內側嵌塞。

圖4 懸臂掛腿

圖5 定位卡板

鋼板樁插打完畢后進行體系轉換，使用牛腿將圍凜系統固定在鋼板樁上，解除懸臂掛腿，完成體系轉換。

封底混凝土底標高為-3.5m，根據河床標高，需要回填粗砂至封底混凝土底標高以下30cm即-3.8m處。

3 圍堰封底施工

3.1 封底混凝土性能要求

封底混凝土通過與樁基鋼護筒的握裹力來平衡鋼板樁圍堰所受的浮力及上部承臺混凝土的施工荷載，通過對比分析計算選用C25水下混凝土，封底混凝土厚度為1m，方量為490m3。

隨著高校連年擴招，高校學生人數也在不斷增加，從而出現輔導員人數與學生人數比例嚴重失衡的現象。由于輔導員人數比學生人數少，所以輔導員的工作量很大，早已超出了承受能力，這在一定程度上阻礙了學生管理工作的順利開展。從目前來看，輔導員主要來自于畢業留校的大學生，這些大學生都還尚未涉足社會，所以，他們缺乏一定的工作經驗，不利于學生管理工作的順利開展。

封底混凝土在滿足混凝土強度要求的情況下，以粘聚性、流動性、緩凝時間為基本要求，490m3混凝土采用兩臺天泵澆筑預計完成時間為7小時，混凝土的性能要求如表1所示：

表1 混凝土性能指標表

3.2 封底混凝土施工

3.2.1 封底砼導管選擇及布置

導管直徑Φ300mm，采用快速接頭的導管。導管使用前進行水密試驗；導管安裝中，每個接頭需預先進行檢查，固定完成后導管底口離圍堰底部10～15cm。

根據圍堰和鋼管樁的分布情況，參照其它橋梁中封底砼澆注經驗，封底混凝土流動半徑按4m考慮，并在混凝土難以流動的邊角加布。按該原則進行布置導管布置如圖6所示，共2臺天泵對稱澆筑，共布置14個主澆筑點，每臺天泵負責7個澆筑點，需要14套導管，每根導管長11m。

3.2.2 封底混凝土施工

圍堰封底選擇在退潮時開始施工，使封底混凝土澆筑過程中圍堰內水頭高于圍堰外部，減少鋼板樁漏水縫隙對封底混凝土的沖刷。

（1）封底混凝土首封澆注

在導管作用半徑取4m、導管直徑取300mm、首批混凝土灌注高度按0.7m考慮時，計算得：V＝h1πd2/4＋Hc· πR2/3=11.8m3，選用12m3容積的大料斗。大料斗支撐在型鋼封底平臺上，移動時為空斗，采用50t履帶吊移動。首封采用拔塞法施工：料斗內灑水潤濕后，用塞子堵住下料管口并用履帶吊小鉤掛住塞子，天泵泵送砼至大料斗貯料，當大料斗內充滿砼時，起小鉤拔塞，同時向料斗連續不斷泵送混凝土，完成首封后，繼續澆筑混凝土至設計標高，14個澆筑點均需進行首封。

圖6 圍堰封底布料點布置

（2）封底混凝土測量

封底混凝土施工前，在混凝土流動半徑邊緣處及混凝土難以流到的死角處設置測量觀測點。澆注混凝土時作好測量基準點標高、導管原始長度、導管離基坑底部距離等記錄，在每個澆筑點首封完成后及時用測繩進行測量，記錄好混凝土的上升高度、導管的埋深及混凝土的流動半徑等信息。

（3）封底混凝土正常澆筑

在導管能正常下料的情況下，不用提升導管。若由于混凝土壓力不夠導管無法下料，在控制好料斗混凝土方量不超過履帶吊吊重的情況下利用履帶吊對導管進行提升，每次提升的高度不宜超過20cm。在正常澆筑時對各澆筑點的周圍加強測量，避免混凝土出現超灌現象。

（4）封底混凝土終澆

根據現場各測點的實測混凝土面高程，確定該點是否停止澆筑。在封底混凝土澆筑結束前，測量人員對圍堰內的所有混凝土面進行全面的測量，重點測量部位為護筒周邊、導管作用半徑相交處、圍堰內側轉角等部位，根據結果對未達到設計標高的位置采取補充澆筑，保證封底厚度達到設計要求，當所有測點均符合要求后，停止混凝土的澆注，取出導管，沖洗置放。

3.2.3 封底混凝土取樣及抽水

混凝土澆筑過程中，制作3組混凝土試塊，為保證同條件性，混凝土試塊不做振搗并將其放置在同深度的海水內，分別養護3d、5d、7d后在試驗室進行檢驗，達到設計強度后方可進行圍堰抽水施工。

鋼板樁圍堰封底混凝土強度達到要求后，進行抽水。抽水過程中觀測圍堰變形情況，圍堰變形過大、突然發生變形或有異常聲響，停止抽水，分析原因，處理完成后再進行施工。同時觀察鋼板樁側壁有無漏水現象，漏水應及時采用前述措施進行封堵。

抽水完畢后，鑿除樁頭超灌部分，分別在四個角點和四周預留集水坑與集水槽，澆筑30cm調平層混凝土，進入承臺主體施工工序。

4 結語

在淺灘漲落潮海域，通過研究比選，選擇單體重量小、利于周轉的鋼板樁圍堰進行承臺施工，達到最佳的施工便利性與經濟性。漳江灣特大橋主墩鋼板樁圍堰已完成封底后抽水工作，正在綁扎承臺鋼筋。從鋼板樁圍堰封底效果來看一次性成功封底，抽水后無滲漏，鋼板樁圍堰結構穩定可靠；兩個間距較小的分離式承臺采用一個整體式圍堰，增加施工的便利性，不僅為本項目解決了實際問題，也為其他類似項目提供了借鑒。

［1］JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].中國建筑工業出版社，2012，10.

［2］JTJ/TF50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011，11

［3］GB/T50080-2002，普通混凝土拌合物性能試驗方法標準[S].中國建筑工業出版社，2003，6