淺談跨河大橋主墩深基坑的鋼板樁圍堰施工技術

孫遠峰

摘? 要：在跨河大橋河中承臺施工中，在河水較淺時經常采取鋼板樁圍堰的技術進行河中承臺施工，對于大橋承臺頂標高位于河水常水位以下的情況，鋼板樁圍堰的的施工技術直接關系到承臺施工的質量與安全，需要從相關方面加強對鋼板樁圍堰施工質量的控制。

關鍵詞：大橋深基坑;鋼板樁圍堰;施工技術

中圖分類號：TU74 ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

1 工程概況

大橋位于正方大道跨外秦淮河段，橋位處河口寬約150 m，現狀六級航道。該橋設計為雙幅橋，橋梁總長為477 m，主橋采用跨徑 （55+80+48）m混凝土變截面連續箱梁。主橋6#、7#主墩采用矩形承臺，寬6.5 m，長18.5 m，厚度為3.0 m。

2 地形及地質情況

主橋6#、7#主墩位于秦淮河漫灘地貌。地面高程7 m～8 m，河道中心底標高0.47 m～0.56 m，勘察期間河水水位6.64 m～7.08 m，河谷兩側水深一般0.5 m～1.0 m，河谷中心水深一般6 m～6.5 m。根據勘察設計資料，6#、7#墩鋼板樁圍堰地質分為2個工程地質層，6個亞層，具體見表1。

3 主墩6#、7#墩圍堰施工

圍堰采用18 m鋼板樁打設圍堰，鋼板樁樁頂標高設置在+8.5 m時，樁底高為-9.5 m， 6#墩鋼板樁底標高位于②-4粉質黏土夾粉土層及②-3粉砂夾砂土層;7#墩鋼板樁底標高位于②-3粉砂夾砂土層。根據地質條件分析，在基坑開挖時②-3粉砂夾砂土層在基坑外側壓力下，粉砂夾粉土可能會出現隨地下孔隙潛水的流動呈現流砂現象。為防止出現涌砂現象，鋼板樁需有足夠入土深度，具體流程如下。

3.1 施工程序

打設鋼板樁→土方開挖至第1道支撐下50 cm→安裝第1道圍檁和支撐→繼續開挖至第2道支撐下0.5 m處→安裝第2道支撐→采用長臂挖機挖土，開挖至第3道支撐下0.5 m→安裝第3道支撐→繼續開挖至基坑底面→混凝土封底。

3.2 筑島

6#、7#墩樁基均在距河灘約20 m的河道中，筑島填筑從岸邊向水中約30 m，水深約2.5 m～3 m，填筑順河向施工范圍約70 m;筑島填筑標高約8.0 m，自上游開始填筑至下游合攏。在承臺邊線3.0 m以外打設直徑609 mm鋼管樁加鋼板擋土板進行防護。鋼板樁間距為3 m，樁長10 m，入土深度4.5 m～5.0 m。鋼管樁內側采用設置1 cm后鋼板做為擋土板，入土0.5 m～1.0 m，頂面標高為8.5 m～9.0 m。填筑范圍如圖1所示。

3.3 鋼板樁圍堰

主橋橋墩承臺頂標高為+2.0 m，承臺底標高為-1.0 m，筑島后的頂面標高為+8.0 m，開挖深度為10.5 m。主墩承臺采用鋼板樁圍堰施工方案進行施工， 6#、7#主墩單個承臺平面尺寸為18.5m×6.5m，設計承臺頂標高為+2.0 m，鋼板樁圍堰尺寸采用22.5m×10.5m。采用長度18 m的FSP-IV拉森鋼板樁。

3.3.1 鋼板樁的選用

6#、7#墩均采用長18 m、寬0.4 m、厚17 cm的FSP-IV型鋼板樁，96.99? cm2，截面模數2 270 cm3/m。圍堰內設置3道內支撐，所有圍囹、斜撐均采用雙拼400 mm×400 mm

H型鋼，截面積219.5 cm2，截面模數3 340 cm3/m，橫向支撐采用直徑609 mm圓管，厚度10 mm，節點采用焊接，鋼板樁材料強度及打入后的強度、變形經計算均符合規范要求。

3.3.2 定位放線

根據承臺設計坐標，在筑島頂面測放出承臺控制邊線，以承臺的控制邊線向外各2 m測放出鋼板樁的插打邊線。

3.3.3 FSP-IV型鋼板樁施工

FSP-IV型鋼板樁鋼板樁施工采用日立450液壓履帶式打拔機逐根答入，鋼板樁之間的接口，采用小止口搭接，全部打入后形成擋土止水圍堰。該工程采用的是拉森鋼板樁，樁錘根據板樁打入地基土的阻力選擇，采用300振動錘。當第1根鋼板樁打入設計標高時，后續鋼板樁吊起對好前1根樁的齒口，振動打入設計標高。鋼板樁的插打施工按照以下程序進行。1）插打前在鋼板樁鎖口內涂黃油，以防漏水。2）導向架施工。在筑島平臺上由1根導向鋼板樁開始打設導向架定位樁，在定位鋼板樁側面焊接牛腿，再將雙拼I40工字鋼搭在牛腿上焊接固定，導向架可分幾次制作，即先做好一側面，打設角樁作為定位樁，根據導向架及角樁打設該面鋼板樁，完成該面后再依次制作其他各面導向架，直至圍堰閉合。鋼板樁打入施工時，應首先把圍堰范圍內的鋼板樁全部打至入土穩定深度后，在逐根打至設計的入土深度。

3.3.4 垂直度和標高控制

在鋼板樁插打過程中，如果出現相鄰鋼板鎖口縫隙較大現象時，說明鋼板樁的打入位置產生了傾斜。為防止出現該類問題，在鋼板樁打入過程中要經常檢查鋼板樁的傾斜度并控制其不超過1%。當鋼板樁偏移太多時，采用多次糾偏的方法逐步減少偏移量，若發現垂直度超標，必須拔出重打。標高控制為第1根樁用水準儀控制樁頂標高，后續的樁可參照前面樁的標高。

3.4 基坑監測

基坑監測要注意2點。1） 圍護結構和支撐體系的監測控制點及水準基點埋設在沉降影響范圍之外穩定的秦淮河河堤混凝土道路上，設置鋼圍堰頂面合適位置設置水平位移及沉降監測點，為便于圍堰沉降的觀測，將位移觀測點也作為圍堰沉降觀測點，觀測點采用28mm鋼筋焊接在圍堰鋼板樁頂面，鋼筋頂面刻十字絲作為觀測點。施工過程中必須注意對觀測點的保護，采用全站儀觀測水平位移，精密水準儀觀測沉降。每次觀測后將鋼板樁在不同深度上點的水平位移及沉降繪制出相應變化曲線[1]。2） 觀測頻率圍堰的觀測在基坑正式開挖前就需進行，圍堰開挖過程中根據圍堰變形觀測結果，及時進行水平位移及沉降觀測。尤其需注意在開挖卸載階段，對水平位移及沉降加密觀測。在遇大雨及暴雨后基坑水位上漲等情形時，連續觀測圍堰變形及穩定性。

3.5 內支撐安裝

內支撐施工采用自上而下的方式設置，邊開挖基坑邊安裝內支撐，經計算周邊梁圍檁采用雙拼400 mm×400 mmH型鋼，橫向內支撐采用直徑609 mm圓鋼管，在鋼管的一端設置預應力設備，“八”字斜撐在圍堰內每個角設置2道400 mm×400 mmH型鋼，圍堰共設置3道支撐[2]。

3.6 封底砼施工及排水

圍堰封底采用150 cm厚的C20混凝土，封底混凝土上預留50 cm×50 cm×50 cm的集水坑，在封底砼表面沿鋼板樁圍堰四周鑿出10 cm×15 cm的集水小溝，用排水泵排出圍堰，采用潛水排污泵QW100-100-15-7.5（口徑（100 mm） 、流量（100 m3/h） -揚程（15 m） 、配用電機功率（7.5 kW） ）排水。

4 結論

該項目6#、7#墩按照以上方案進行鋼板樁圍堰施工，經現場監測，鋼板樁整體強度及變形均符合規范要求，從而為主橋6#、7#墩水中承臺施工創造了良好的施工環境，也為今后類似橋梁的鋼板樁圍堰施工積累了施工經驗。

參考文獻

[1]劉波明.深基坑支護施工技術探討[J].工程技術研究，2017（10）：92-93.

[2]孫美亮.建筑工程中深基坑支護的施工技術[J].山西建筑，2017（34）：70-71.