增江特大橋水中墩鋼板樁圍堰施工技術工藝之研究

李興

摘要：花莞高速公路增江特大橋29#、30#墩位于增江中，水中墩基礎采用鋼板樁圍堰施工，本文主要介紹了鋼板樁圍堰的施工順序、圍囹和支撐系統的安裝、鋼板樁打設，圍堰基坑水下開挖和封底、鋼板樁的拆除等的具體流程和方法，總結了水中墩鋼板樁施工的注意事項，為今后橋梁水中墩施工奠定了基礎。

關鍵詞：特大橋、水中墩;鋼板樁圍堰;施工技術

中圖分類號：U445.556

文獻標識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0050—02

水中墩鋼板樁圍堰施工技術是現如今橋梁施工中十分常見的一種技術，更多是用于比較特殊的深水區，例如砂性土和粘性土等。鋼板樁本身在橋梁施工中有較大的強度，防水性能極佳，比較適合用于10—30m水深的基礎圍堰工程。與此同時，水中墩鋼板樁圍堰工程施工比較復雜，其中包括一些細節，施工人員必須要對施工之前準備工作、鋼板樁組裝以及導梁加工等加以重視，高質量的完成水中墩鋼板樁圍堰施工。但是實際橋梁施工中，關于水中墩鋼板樁圍堰施工技術的應用，還沒有發揮出其最佳效果，導致面臨質量以及安全性等方面的問題，這對于今后橋梁的使用會帶來極大的影響，必須要進一步分析水中墩鋼板樁圍堰施工技術，提高工程施工質量。

1 工程概況

花都至東莞高速公路增江特大橋主橋采用（75+125+75）預應力混凝土連續剛構，跨越增江水道。增江常水位標高為5.2m，水深約4m，橋址處水面寬約257m，增江為V級航道，通航凈寬80m，凈高8m。橋址地質從上到下依次為粗砂層、粉質粘土、淤泥質粉質粘土、強風化含礫砂巖。

本橋29#、30#墩采用空心薄壁墩，左幅29#墩高17.29m、右幅29#墩高17.58m，左幅30#墩高為17.38m，右幅30#墩高為17.68m，承臺面高程都為0.86m;承臺平面尺寸為15.1x9.5m，高度為4m;基礎采用2.2m直徑的鉆孔樁，每墩左右幅各布6根。

2 鋼板樁圍堰總體設計

本橋29#、30#墩為水中墩施工，承臺施工采用拉森IV型鋼板樁圍堰。鋼板樁圍堰設置三道圍囹和支撐系統，由上至下第一至第二道支撐系統的圍囹及內撐采用雙拼工字鋼，間距為3.5m，豎向連接及斜撐采用I30a工字鋼;第三道支撐系統的圍囹及斜撐采用雙拼H582x300x12x17mm型鋼，橫撐都采用φ529δ9mm鋼管。詳見下圖1—2。

3 鋼板樁圍堰施工技術方案

3.1 鋼板樁施工順序

樁基施工完畢→承臺位置河床開挖至第三層內撐底標高處→利用鉆孔平臺在河道中搭設用于整體拼裝內撐系統的平臺→依次組拼第1～3層內撐系統、并利用精軋螺紋鋼筋下放系統逐層整體下放內撐系統→利用內撐系統作為導向沿內撐打設鋼板樁→圍堰內開挖至封底底面標高→水下澆筑封底混凝土→封底混凝土達到強度后圍堰抽干水→澆筑完第一層承臺砼2.5m→承臺與鋼板樁之間灌砂2.2m，砂面上澆筑30em厚C30砼→拆除第三道內撐→第二層承臺及第一節墩身施工→圍堰內灌水至第二層圍檁底部（+2.860m）位置→拆除第二層圍檁→后續墩身施工至出水面→拆除頂層圍檁→拆除鋼板樁。

3.2 鋼板樁施工工藝流程

3.2.1 鋼板樁圍囹及支撐系統安裝

樁基施工完畢→承臺位置河床開挖至第三層內撐底標高處→利用鉆孔平臺在河道中搭設用于整體拼裝內撐系統的平臺→依次組拼第1～3層內撐系統、并利用精軋螺紋鋼筋下放系統逐層整體下放內撐系統。如圖3。

3.2.2 鋼板樁打入施工

增江特大橋29#、30#水中墩圍堰使用拉森IV型鋼板樁，單位重量是76.1kg/m，結合工程地質情況可以確定鋼板樁長度，即1800cm。利用先前已安裝的內撐系統作為導向沿內撐打設鋼板樁，鋼板樁施打采用履帶吊配DZ60振動錘進行打設樁施工。

根據現場施工條件，采用單獨打人法。此法是從一角開始逐塊插打，插打次序為從上游開始，在下游合攏，每邊由一角插至另一角。每塊鋼板樁自起打到結束中途不停頓。樁機行走路線短，施工方便，打設速度快。施打流程如下圖4所示：

3.2.3 水下開挖與澆筑封底砼

因為工程地質主要是粗砂層、粉質粘土，鋼板樁打設完成后，圍堰封底前，用吸泥機配合抓斗清除圍堰內多余土至設計標高。挖出土方利用汽車運輸至土方存放場地?？觾刃⌒屯跈C開挖時應專人指揮，防止挖機觸碰內支撐。開挖至設計標高后，進行基礎面清理工作，清理表面泥渣，并大致整平基礎面。期間安排專人對基底高程進行測量，確保開挖標高。

封底砼的標號為C30，采用水下砼灌注工藝，導管采用φ300mm鋼導管，封底砼厚為1.3m，砼坍落度控制在180n200mm，導管底口距離底面約20心30em，由基坑四角向基坑中心灌注封底砼。灌注過程中隨時用測繩檢測砼頂面高程，保證砼頂面不超過設計標高。為防止灌注水下砼時堰內水位上升對圍堰受力不利，根據現場砼灌注情況及時將圍堰內水抽出保持圍堰內外壓力平衡。

封底時吊車及天泵配合導管澆筑封底混凝土，砼在拌合站集中拌制，砼運送到現場后，先檢測砼塌落度、和易性等滿足要求后，封底砼采用泵送一次性連續澆注完成。首批砼灌注時，先用儲料斗儲存不少于3m3的砼，然后澆注首批砼，首批砼澆注后，導管埋深應不小于0.6m。在每個導管處封底砼的澆注順序：砼的澆注應先四周后中間、先低處，后高處的原則灌注，并保證封底砼的表面大致平整。

4 鋼板樁圍堰拆除技術方案

4.1 水中承臺施工

主墩承臺分兩次澆注，第一次澆筑高度2.5m，第二次澆筑承臺高度1.5m。在兩次砼澆筑結合面作拉毛處理，以保證兩層砼結合的整體性。

承臺砼施工工藝流程如下：

圍堰內抽水→澆筑混凝土墊層→割除鋼護筒→破除樁頭砼→鋼筋綁扎→冷卻水管安裝→支立模板→墩身預埋鋼筋安設→墩身施工預埋件安裝→澆注砼→砼養護。

4.2 鋼板樁圍囹及支撐拆除

第一層承臺施工完畢，拆除模板，待強度達到20MPa以上時，承臺與鋼板樁間隙填砂厚2.2m，然后澆筑30cm厚圈梁，圈梁與承臺、鋼板樁間填塞木板，間隙寬度20mm。然后拆除底部第3層圍囹、內支撐，進行受力轉換。

第二層承臺施工完成后，承臺與鋼板樁間隙填砂厚1.5m與承臺頂面平齊，然后施工墩身，考慮到第2層圍囹及支撐的標高，第一節墩身澆筑高度2.2m，完成后待墩身砼強度75%后，向圍堰中注水至墩身頂面以上30cm位置，然后拆除底部第2層圍囹、內支撐，進行受力轉換。

第二節墩身施工，考慮到第1層圍囹及支撐的標高，第二節墩身澆筑高度3.5m，完成后待墩身砼強度75%后，向圍堰中注水至墩身頂面以上30em位置，然后拆除上面第1層圍囹、內支撐，進行受力轉換，按從下游到上游的順序依次拔出鋼板樁。

5 鋼板樁圍堰施工注意事項

（1）?鋼圍堰的圍囹和支撐是鋼板樁打設的導向，圍囹安裝是否垂直、平整直接影響到鋼板樁打設能否順利完成。

（2）?鋼板樁打設時應使相鄰的鋼板樁拼接縫相互錯開，不得出現在圍堰的同一斷面上。

（3）?鋼圍堰的圍囹和支撐的安裝和拆除要嚴格按照方案順序進行，承臺、墩身施工中遇到和圍囹、支撐沖突的不得隨意拆除支撐，需要拆除必須經驗算加固后才能拆除。

（4）?在施工承臺、墩身時對鋼板樁圍囹和支撐拆除過程中，應對鋼板樁的變形、支撐系統的變形進行加大監測頻率。

6 結束語

綜上所述，水中墩鋼板樁圍堰施工技術在增江特大橋工程中應用，采用了圍堰內撐先制作成型然后使用吊架下放后打設鋼板樁的施工工藝，在整個施工過程中鋼板樁圍堰結構穩定可靠，沒有發生過嚴重漏水現象，事實證明，該種鋼板樁圍堰水中墩基坑支護施工方法，從現場實踐看安全性高以及和施工速度快、支護材料能周轉使用也降低了施工成本，對以后同類項目的施工具有一定的參考價值。

參考文獻：

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