淺談拉森鋼板樁圍堰在九龍江特大橋中的應(yīng)用

張付娟

（中鐵六局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410000）

1 工程概況

九龍江特大橋153#、154 #和155#墩均位于主航道之上，承臺輪廓尺寸為15.8m×11.6m，厚度為4.5m，承臺底埋入河床面以下4.5m，每個承臺下設(shè)12根φ2.0m鉆孔灌注樁；北溪北港施工水位為5.86m，百年一遇洪水位為7.02m，一般沖刷線標(biāo)高為-3.5～-2.8m。河床面以下土層依次為中砂稍密，細(xì)（粗）圓礫土稍-中密。

2 拉森鋼板樁圍堰施工技術(shù)分析

2.1 鋼板樁技術(shù)選型

擬投入本工程的鋼板樁為日本進(jìn)口 SkSP-SX27（拉森Ⅳ）型鋼板樁，材質(zhì)為SY295，其截面參數(shù)特性值如表。

表1 參數(shù)特性值表

拉森Ⅳ型鋼板樁采用單根長度分別為 6m和 18m兩種規(guī)格焊接，寬度為400mm，高度為170mm，板厚為15.5mm。

2.2 鋼板樁圍堰設(shè)計

九龍江特大橋北溪北港鋼板樁圍堰采用拉森Ⅳ型鋼板樁，單根長度為 24m，平面尺寸為18.4×14.4m，鋼板樁頂面高程為+7.02m，封底采用2.5m厚C25混凝土。內(nèi)設(shè)3道內(nèi)支撐，第一道內(nèi)支撐圈梁采用雙榀工40b工字鋼，斜向支撐和垂直對撐采用Φ630×8mm螺旋鋼管，第二道內(nèi)支撐圈梁采用雙榀工40b工字鋼，斜向支撐和垂直對撐采用Φ800×10mm螺旋鋼管，第三道內(nèi)支撐圈梁采用雙榀H600×200mm型鋼，斜向支撐和垂直對撐采用Φ800×10mm螺旋鋼管。

2.3 圍堰施工步驟

（1）橋梁鉆孔樁施工結(jié)束后安排樁基檢測單位對樁基進(jìn)行檢測，合格后拆除鉆孔平臺，預(yù)留四根角樁鋼護(hù)筒，在鋼護(hù)筒上安裝鋼圍檁；

（2）完成全部鋼板樁的插打；

（3）鋼板樁圍堰合攏后完成第一道內(nèi)支撐安裝，圍堰內(nèi)抽水至第二道內(nèi)支撐設(shè)計標(biāo)高下方80cm位置處，并進(jìn)行第二道內(nèi)支撐安裝、焊接施工；

（4）圍堰內(nèi)抽水至第三道內(nèi)支撐設(shè)計標(biāo)高下方80cm位置處，并進(jìn)行第三道內(nèi)支撐安裝、焊接施工；

（5）圍堰內(nèi)回水至圍堰外水位后水下吸泥、清淤至-9.984m，搭設(shè)封底平臺澆筑封底混凝土；

（6）封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到后，排出圍堰內(nèi)水，鑿樁頭，施工承臺；

（7）拆除承臺模板，在承臺與鋼板樁空隙間回填砂、土混合物，頂部澆筑0.5m高砼冠梁；

（8）待砼冠梁達(dá)到強(qiáng)度后，拆除第三道內(nèi)支撐，進(jìn)行墩身施工；

（9）墩身施工出水后圍堰內(nèi)分別注水至第二道、第一道支撐下口拆除相應(yīng)內(nèi)支撐；

（10）依次拔除鋼板樁。

2.4 施工要點

2.4.1 鋼板樁施工

鋼板樁施工前，對新進(jìn)鋼板進(jìn)行驗收，應(yīng)具備出廠合格證，機(jī)械性能和尺寸符合要求。由于本橋鋼板樁圍堰采用24m拉森6型鋼板樁，經(jīng)過市場調(diào)查后，沒有滿足此長度的鋼板樁，故采用18m與6m長的鋼板樁焊接加長至24m。經(jīng)過焊接后的鋼板樁，對其焊縫采用焊縫磁粉檢測試驗，合格后方可投入使用。

2.4.2 鋼板樁圍堰插打

插打鋼板樁施工過程要安排測量技術(shù)人員控制好第一根樁的垂直度，以保證剛開始打入的鋼板樁為后續(xù)臨樁的位置精確順利施工。在加工專門的鋼板樁垂直導(dǎo)向設(shè)備，在施打鋼板樁過程中利用垂直設(shè)備控制鋼板的垂直度，一般先將全部鋼板樁逐根或逐組插打到穩(wěn)定深度，再依次打入直至設(shè)計深度。插打的順序按施工組織設(shè)計，由于本橋處地處入?？诰嚯x較近，橋位處水深流向受潮汐影響，一般自上游分兩頭插打向下游合攏。插打前提前在鋼板樁鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸木等拌合物，組拼樁時，用油灰和棉花捻縫，以防漏水。每根鋼板樁插打完成后，安排技術(shù)人員確定鋼板樁頂面標(biāo)高及樁體埋設(shè)河川底部深度，樁頂平面標(biāo)高誤差控制在規(guī)范范圍之內(nèi)。

2.4.3 鋼板樁圍堰合攏

鋼板樁插打過程中，要安排測量人員對鋼板樁現(xiàn)行及垂直度進(jìn)行兩側(cè)，以便在合攏時能順利合攏。合攏點要經(jīng)過計算確認(rèn)合攏點的位置，一般應(yīng)在下游一側(cè)角樁附近剩余4根鋼板樁處。

2.4.4 圍堰吸泥施工

本工程封底砼面以上土層為雜填土、中砂為主，部分細(xì)圓礫土，圍堰內(nèi)吸泥采用水下吸泥法施工。為保證圍堰內(nèi)水位能始終與圍堰外水位保持一致，在鋼板樁插打前，每個圍堰選擇 6根鋼板樁根據(jù)設(shè)計樁頂標(biāo)高至低水位時的高度在鋼板樁上開孔設(shè)置開關(guān)閥，在圍堰內(nèi)水下吸泥過程中打開開關(guān)閥使圍堰內(nèi)水位隨漲落潮變化。在封底砼達(dá)到強(qiáng)度準(zhǔn)備抽水前，在低水位時關(guān)閉開關(guān)閥。

2.4.5 封底混凝土施工

圍堰封底采用C25水下混凝土。在澆筑封底混凝土前，應(yīng)派潛水員進(jìn)行水下作業(yè)，對圍堰內(nèi)進(jìn)行探摸，清除鋼板樁、鋼護(hù)筒周圍的泥皮，保證封底混凝土質(zhì)量。如基底不平或未到設(shè)計頂面標(biāo)高，應(yīng)繼續(xù)清基抽砂，確保封底混凝土厚度，封底砼采用導(dǎo)管法水下澆筑。

3 拉森鋼板樁圍堰施工的優(yōu)點

3.1 施工安全系數(shù)高

在本橋原設(shè)計方案中采用雙壁鋼圍堰施工，該施工現(xiàn)場的橋位橫跨在水深流急的九龍江，水下地質(zhì)情況非常復(fù)雜，河床表層有很多大塊孤石，如果采用雙臂鋼圍堰，在下放鋼圍堰過程中會出現(xiàn)下沉困難，甚至出現(xiàn)四個鋼圍堰刃腳部位地層軟硬不均，導(dǎo)致圍堰傾覆危險。采用拉森鋼板樁施工的圍堰，圍堰四邊只會對鋼板樁插打過程出現(xiàn)插打困難，不會對整個圍堰施工帶來不安全的因素。

3.2 綠色環(huán)保、減少工期

鋼板樁圍堰相對雙壁鋼圍堰及其他圍堰更加環(huán)保，對施工現(xiàn)場環(huán)境影響不大，施工場地要求也沒有太大要求，不需要設(shè)置專門的鋼結(jié)構(gòu)加工廠，節(jié)約施工場地，還能減少鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工時間，縮短圍堰施工工期。另外在鋼板樁圍堰施工過程中，只要保證堰體內(nèi)外水壓平衡，也能進(jìn)行一些水下吸泥的工作，兩種工序同步施工也可以減少施工周期。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益顯著

由于本工程水上墩臺較多，采用鋼板樁圍堰工期短，拆除方便，可重復(fù)使用，若采用雙壁鋼圍堰，拆除的鋼圍堰只能作為廢料處理，只能使用一次，對項目的經(jīng)濟(jì)效益不高。經(jīng)過本工程實踐，采用鋼板樁圍堰代替雙壁鋼圍堰施工方案，為項目節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本約1000萬。

4 結(jié)束語

拉森鋼板樁圍堰是水中墩臺施工作業(yè)中常用的圍堰施工方法，經(jīng)過本工程實例該方法對于水上橋梁圍堰施工有很好幫助，為橋梁下部施工起了很大作用。該方法具備作業(yè)周期短、操作簡易、成本投入小和材料多次利用的諸多優(yōu)點，值得推廣使用。