水中深埋承臺施工技術

郭有成

摘要：隨著交通事業建設步伐的加快，在橋梁中跨越河流胡泊的較多，樁基施工完成后，水中開挖承臺的技術安全成為施工中的一大難題，通過肇源松花江特大橋水中深埋承臺施工的實例，提供一些水中深埋承臺技術措施和處理方法，積累了經驗，為類似的工程提供可能的借鑒作用。

關鍵詞：水中深埋承臺;鋼板樁;基坑開挖

一、工程概況

肇源松花江特大橋主橋，承臺為左右分離式承臺，結構尺寸左幅為13.2×9×3m，右幅為13.2×8.42×3m，并在上游側設三角形破冰體，三角形高度為4.681m。屬大體積砼，施工時水面標高為121.2m，承臺頂在水面上0.3m。設計施工水位為12843m，歷年最高流冰水位為126.29m，最低流冰水位為11999m，承臺底標高118.5m，最低流冰水位距承臺底為1.49m。

（一）地質概況

水文地質屬松嫩低平原水文地質亞區，水文地質條件較好，地下水以第四系全新統的潛水及下更新統的承壓水為主，地下水位2～20米不等，對路基穩定不會產生較大影響，地下水對混凝土為弱腐蝕性。

（二）氣象、水文

路線所經地區屬中溫帶半干旱或半濕潤大陸性季風氣候，四季變化明顯。橋位處河段屬平原區蜿蜒型次穩定河段，具有坡降平緩，流速小，水位變幅小，含砂量小，且具有洪峰流量大，歷時長等特點。

二、施工方案

（一）圍堰方案

方案：采用鋼板樁施工，每墩需PU16鋼板樁152塊計140T，內撐加固66T，施工采用履帶吊和90KW振動錘。

其施工優點是：

（1）鋼板樁施工程序簡單，操作方便。

（2）鋼鈑樁打入河床深度深，止水效果好，只打設墊層砼不需要封底混凝土即可施工承臺，施工工序簡單。

其缺點是：

（1）鋼鈑樁需要大型施工設備。

（2）鋼鈑樁的插打、抽拔均要占有鉆孔平臺，不能與其它工序同時作業，相對而言，施工周期較長。

（二）開挖方案

基坑內地質為細砂、中砂。

方案：采用挖掘機開挖至3m后，然后上內撐，用抽砂泵、射水槍配合開挖至設計標高。

其優點：開挖速度快。

其缺點：技術難度高，要求經驗豐富的工人操作。

用人工開挖比抽水泵開挖每個基坑慢5天，造價低約貳仟元。根據上述情況，結合當時工期緊，洪水馬上來臨，為搶時間，決定采用抽砂泵開挖基坑，以保證洪水前將墩身搶出水面。

三、施工準備

（一）鋼板樁施工設計

根據設計地質、施工水位及承臺底部標高確定鋼板樁的長度及鋼板樁的入土深度。因設計施工水位為128.43m，橋址處最大沖刷線不高為107.45m，施工時水位為121.7m，承臺底部標高為118.5m，結合近三年來水位情況，水位按125.0m設防。

（二）材料準備

1.鋼板樁

（1）長度。根據計算長度準備，長度不足的鋼板樁現場接長，接長要求全斷面焊接并加補強鋼板，補強鋼板材料取自廢樁。鋼板樁的鎖口應進行全面清理、檢查，做到鎖口內無雜物和能使1.0m長同規格鎖口順利通過。

（2）鋼板樁鎖口防水處理。防水油膏熬制：防水油膏采用以石油瀝青為主要材料，同時摻加黃油、滑石粉、鋸末等輔助材料混合熬制而成，具體配合比（質量比）如下：

瀝青：黃油：滑石粉：鋸末=3：1：2：0.25

采用該配合比熬熬的防水油膏具有韌性好，不冷脆的特點。

防水油膏填灌：防水油膏熬制完成后應趁熱用細嘴油壺灌入鋼板樁鎖口，以油膏填滿鎖口一半高度為度，不宜過多，嚴禁少于鎖口三分之一高度。

2.內撐加工

根據內撐設計圖紙進行加工，各部位尺寸要嚴格控制，加工偏差要符合規范要求。加工完成后要在加工場內試拼，檢查各部位尺寸，符合要求方可出廠。

（三）測量定位、放線

按設計軸線將鋼板樁四個角樁打出，然后根據鋼板樁的寬度放出拉線控制。

四、施工工藝

（一）沉樁

沉樁采用65T履帶吊和90KW振動錘施工。

1.樁的起吊和臨時固定

鋼板樁采用一點起吊，起吊前首先在打樁地點設定位架，定位架采用鉆孔樁用護筒，用以臨時樹立固定鋼板樁，以防安設夾具時發生困難或發生鋼板樁傾倒，起吊作業時，鋼板樁下部須設纜風繩人工控制。

2.夾樁

樁臨時穩固后，吊起夾具和震動錘，待鋼板樁進入夾具刃口時慢慢夾緊鋼板樁后，即可將鋼板樁吊至設計位置。

3.樁的就位、紉樁和調整垂直度

鋼板樁就位時應確保鋼板樁四周均勻壓線后緩慢將樁落下，并同進調整其垂直度，符合要求方可起動震動錘，第一根樁打入后，其余樁均需紉樁，即將兩樁鎖口相互鎖合，同時使自由端鎖口壓線，以使軸線順直。

4.沉樁

樁完成就位后即可啟動震動錘開始沉樁，在樁入土一半前不可將吊鉤完全放松，以免樁發生傾斜，在樁入土一半后方可將吊鉤完全放松，但應設防止吊鉤旋轉發生鋼絲繩相互纏繞。

待樁下沉至設計標高后，關閉振動錘，松開夾具，完成沉樁作業。

5.鋼板樁圍堰可能遇到的問題及預防措施

插打鋼板樁預防傾斜的措施。①在插鋼板樁前，除在鎖口內防水油膏以減少鎖口的磨擦力和止水外，同時在未插套鎖口下端打入鐵楔或硬木楔，防止沉入時泥砂堵塞鎖口。②采用復式滑車組糾正鋼板樁的傾斜。③在堅實土地帶插鋼板時，可將樁尖截成一定角度，利用其反力，使已傾斜的鋼板樁逐步恢復正常。

（二）基坑開挖

因基坑較大，鋼板樁圍堰尺寸為28×15m，坑內還有13根樁和護筒，挖掘機開挖場地困難。采用挖掘機倒開挖，挖掘機站立在鉆孔樁的護筒上，護筒頂面鋪蓋原有舊鋼模板，挖掘機開挖至不能開挖為止，然后在預留好的坡道上退出基坑。

基坑內滲漏水用設在基坑兩側的集水井匯集，由兩臺潛水泵將水抽出，保證基坑內不積水影響施工。

（三）鑿樁頭

樁頭采用風槍打眼，膨脹劑預裂和風稿鑿除相結合的方法，為加快速度，在基坑開挖時將護筒逐步割除，即進行破樁頭。

（四）立模

模板采用大塊鋼模組拼，先將模板按測量放樣的軸線支立到位，四周用Φ10cm的圓木與鋼板樁支頂加固牢固。

（五）綁扎鋼筋

模板調整好后，開始綁扎鋼筋，頂層和底層之間高差28m，搭設腳手架作為工作平臺和定位平臺，腳手架的標高按設計位置確定。

（六）砼澆筑

單個承臺砼計356.4方，體積大，為保證砼水化熱的釋放，保證砼不開裂，在承臺中部設置一層冷卻管，砼在拌合站集中拌合，砼輸送車運至作業點，由泵車和輸送泵同時入模，插入式振動器振搗。砼分層澆筑，每層厚度不超過30cm。

五、結論

松花江特大橋采用鋼板樁圍堰施工承臺，施工中全部采用不封底只打設墊層進行，基坑內滲水量每小時約40m3左右，除9#墩因合攏口時鎖口未鎖好流砂外，未出現管涌等涌砂現象，使用效果好。

鋼板樁打入速度快，適用于細砂、粘土等軟弱地層。若鋼板樁外形設置成圓形，受力情況較好，內撐可減少，節約大量鋼材，但使用鋼板數量多，占用場地大。