簡述河內(nèi)橋墩基坑PC工法鋼管樁支護技術(shù)

許傳財 上海市水利工程集團有限公司

1.工程簡介

本橋梁位于青浦區(qū)盈港路北側(cè)、青安路西側(cè)。橋梁橫跨東大盈港河道，平面為“人”字形，見圖1。橋梁上部為異形鋼結(jié)構(gòu)，下部共4個墩臺，為灌注樁+承臺基礎結(jié)構(gòu)，其中3個墩臺位于陸地上，中心橋墩位于河道中。

圖1 橋梁平面位置

中心橋墩基礎施工內(nèi)容包括：

樁基工程：8根Φ1000mm，長35米的鉆孔灌注樁；

下部結(jié)構(gòu)工程：其中承臺基礎長11000mm，寬5000mm，厚度1800mm，承臺底標高-2.5m，承臺頂標高-0.7m（圖2所示）。現(xiàn)場條件：東大盈港河道為通航河道，河道常水位標高為2.6m至2.8m。橋梁西側(cè)的老毛涇河道內(nèi)有現(xiàn)狀泵站一座，需對內(nèi)河進行防汛排澇。因此，中心橋墩基礎施工期間，東大盈港及老毛河涇河口均不能斷流。

圖2 中心橋墩下部結(jié)構(gòu)剖面

2.基坑支護技術(shù)選定

針對鋼套箱圍堰技術(shù)、圍堰筑島技術(shù)、PC鋼管樁支護技術(shù)，本著安全、節(jié)約、高效的原則，從工期、水域占用面積、實施難易程度、基坑安全性和工程造價五個方面進行比較分析，河內(nèi)橋墩基坑采用PC工法鋼管樁支護技術(shù)更為經(jīng)濟合理，對比分析如表1。

表1 基坑支護技術(shù)對比分析

3.基坑PC工法鋼管樁支護技術(shù)

PC工法鋼管樁支護技術(shù)通過設置在鋼管樁兩側(cè)的鎖口與拉森鋼板樁連續(xù)咬合，形成一個整體單排的鋼質(zhì)連續(xù)墻體組合結(jié)構(gòu)。

基坑內(nèi)承臺平面尺寸為11m× 5m，四周各留不小于1.5m寬度的施工作業(yè)區(qū)，結(jié)合PC工法鋼管樁的尺寸，基坑支護平面尺寸為14.3m＊8.8m。同時在基坑轉(zhuǎn)角位置設置角撐，角撐與基坑周邊成45度，角撐支點距基坑轉(zhuǎn)折點2.3m。在距基坑邊緣4.3m位置設置兩道橫向?qū)武摴埽瑢武摴荛L度7.4m。根據(jù)河道內(nèi)的常水位及承臺結(jié)構(gòu)高程，PC工法樁頂高程比常水位超高1m，即3.8m，基坑開挖底高程-2.6m。基坑深6.4米，基坑內(nèi)外水頭差5.4米，經(jīng)過計算，選用L=15米，φ630，壁厚14的鋼管樁與L=15米的IV型拉森鋼板樁組合，樁底高程-11.2米，樁的入土深度8.6m。共設置二道水平支撐，第一道標高約3.8m，第二道標高約0.6米，如圖1、2所示。

圖1 PC工法鋼管樁詳圖

圖2 基坑支護平面、剖面 布置圖

3.1 準備工作

人員組織：建立管理組織機構(gòu)，檢查特種作業(yè)人員的持證情況，所有人員進行詳細的安全技術(shù)交底，無證及未經(jīng)交底的人員，不得進入施工現(xiàn)場。

圖3 轉(zhuǎn)角鋼管樁詳圖

機械設備：結(jié)合現(xiàn)場條件，以減少航道的占用為目的，本項目采用定位樁式平板船，船上配日力ZX470-5G挖掘機+FV400液壓振動錘進行打樁施工。船及機械進場后，檢查船舶及機械的設備合格證。其中，振動錘是打拔PC鋼管樁的關(guān)鍵設備，需進行專門檢查，確保線路暢通，功能正常，夾板牙齒不能有太多磨損。

轉(zhuǎn)角鋼管樁的準備：轉(zhuǎn)角鋼管樁的兩個鎖口夾角為90度，與常規(guī)的不同，需廠家提前定制好，與常規(guī)材料一同進場。

鋼管樁及拉森鋼板樁變形檢查：鋼管樁及拉森鋼板樁裝卸、運輸過程中會出現(xiàn)撞傷、彎扭及鎖口變形等現(xiàn)象，在插打前要對其進行變形檢查。對變形嚴重的進行校正及鎖口檢查，對于檢查通過的投入使用，不合格的直接退場不用。

涂刷黃油混合物油膏：在樁的鎖口內(nèi)涂抹黃油或混合物油膏，避免施工時泥土擠入，減少插打時鎖口間的摩擦及提高PC工法鋼管樁之間的止水防滲效果。

3.2 測量控制

利用本工程設置在陸地上的測量控制點，用全站儀測放出基坑的內(nèi)輪廓線；在PC工法鋼管樁插打過程中，用兩臺經(jīng)緯儀前方交匯控制樁的垂直度。

3.3 插打PC工法鋼管樁

PC工法樁材料用船水上運輸至現(xiàn)場，打樁時直接采用機械手從運輸船上夾起、振動法（液壓長臂振動錘）施工。從西北角的轉(zhuǎn)角鋼管樁向東沿軸線逐根插打，最后回第一根樁合龍，形成閉合的長方形支護結(jié)構(gòu)。在插打過程中須遵守“插樁正直，分散即糾，調(diào)整合龍”的施工要點。PC工法鋼管樁插打之前，采用4根拉森鋼板樁固定，作為插打時的導向架，以控制PC工法樁的平面位置和垂直度。為了確保每一根樁插打準確，第一根轉(zhuǎn)角鋼管樁是插打的關(guān)鍵，定位對中和垂直校正后，先以樁身和液壓振動錘自重下壓，直至進入河床自穩(wěn)為止，開啟振動錘，同時工作臂慢速持續(xù)下壓，振動錘打入，在下壓和振動過程中，兩臺經(jīng)偉儀觀測垂直度情況，保持“慢速下沉、邊沉邊測”。

糾偏：PC工法鋼管樁采用單根沉樁方式從轉(zhuǎn)角樁開始沿軸線逐根插打，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，樁面平直度難以控制。樁身在發(fā)生偏斜時需將樁往上拔出1.0～2.0m，再往下沉，如此上下反復振拔數(shù)次，可讓樁的位置得到糾正。在插打過程中，隨時測量監(jiān)控每根樁的傾斜度，不得超過1%，當偏差過大不能用拉齊方法調(diào)整時，可撥起重打或手拉葫蘆進行糾正，沉樁標高誤差控制在50mm以內(nèi)。

合龍：為保證合龍時兩側(cè)鎖口互相平行，以免使用異形樁進行合龍，減少合龍的難度，當兩端相距5～8根樁距離時，每一根樁都必須嚴格按第一根樁“慢速下沉、邊沉邊控制垂直度”的要求。若樁身存在偏斜，應逐根糾正，減少偏差，調(diào)整合龍。

相距最后4～5根樁時，每根樁沉入后立即測量缺口的寬度，控制好距離偏差，力爭最后的缺口寬度與拉森鋼板樁的寬度一致。如果存在偏差，在準確測量合龍樁的寬度后，加工大小合適的拉森鋼板樁。插打前使樁身兩側(cè)的鎖口分別與沉入的鋼管樁鎖口陰陽咬合，插打時樁身慢速下沉至設計高程，最后實現(xiàn)合龍。

3.4 后續(xù)施工

PC工法鋼管樁合龍后，在基坑4個角各設置一個沉降、位移觀測點，每天觀測一次，在基坑開挖期間每天觀測2次。當觀測值相對穩(wěn)定時，可適當降低觀測頻率，如果累計變化值或日變化值達到報警值，立即停止施工，及時與設計單位溝通，采取相應措施。

4.結(jié)語

該橋梁河內(nèi)橋墩基坑施工采用PC工法鋼管樁支護技術(shù)，保證了東大盈港的通航及老毛涇泵站防汛排澇要求，同時縮短了工期，基坑整體穩(wěn)定性好，止水防滲效果明顯，經(jīng)濟適用。本工程的順利實施也為同類型工程項目的施工提供了借鑒。