水中承臺(tái)施工中鋼板樁圍堰施工技術(shù)運(yùn)用分析

鐘成陽(yáng)

（中鐵二十四局集團(tuán)橋梁建設(shè)有限公司，江西南昌 330100）

0 前言

隨著道路橋梁施工技術(shù)發(fā)展，水中承臺(tái)施工技術(shù)在大型橋梁中得到應(yīng)用，在具體施工中，如何確保鋼板樁圍堰質(zhì)量安全成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。以往在施工中技術(shù)應(yīng)用中存在較多問(wèn)題，集中表現(xiàn)在施工質(zhì)量控制難度大、技術(shù)應(yīng)用不合理、以及缺乏細(xì)節(jié)管理方案?，F(xiàn)階段，在水中承臺(tái)施工中使用了逆作法，并對(duì)施工工序進(jìn)行了優(yōu)化，使得現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量達(dá)到要求。

1 鋼板樁圍堰施工方案選擇

1.1 施工思路

本項(xiàng)目施工方案為逆作法，即首先安裝部分圍檁和相關(guān)支撐結(jié)構(gòu)，隨后對(duì)鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，通過(guò)橋梁樁基鋼護(hù)筒形成吊架系統(tǒng)。自下層圍檁及支撐部分開(kāi)始加工，最后形成反吊系統(tǒng)，使用了千斤頂開(kāi)展整體下放操作，以達(dá)到預(yù)期施工目標(biāo)。

1.2 方案選擇

該種類(lèi)型的鋼板樁圍堰施工方案由于首先對(duì)圍檁與支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了安裝，因此，在鋼板樁的定位上更為精準(zhǔn)，能夠省去安裝定位樁與導(dǎo)梁的工序，有利于節(jié)省施工時(shí)間，降低成本投入。在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，使用逆作法對(duì)鋼板樁的變形影響小，技術(shù)應(yīng)用安全可靠。本項(xiàng)目施工中，由于水中主承臺(tái)部分為低樁承臺(tái)，深水清基部分的開(kāi)挖深度達(dá)到了7.36m。相關(guān)人員在施工中，應(yīng)重點(diǎn)控制鋼板樁的變形問(wèn)題。

2 鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)說(shuō)明

在漯河至阜陽(yáng)鐵路增建二線(xiàn)工程跨茨淮新河（44+72+44）m連續(xù)梁承臺(tái)及樁基施工中，要做好水中鋼板樁圍堰施工，并對(duì)施工中各項(xiàng)因素進(jìn)行全面把握。施工項(xiàng)目中，主墩承臺(tái)的截面尺寸為（17.6×13.2×2.5）m+（12.8×8.4×2.5）m，為確保圍堰施工便利性，綜合考慮作業(yè)空間、抽水井、集水井設(shè)置等因素，相關(guān)人員經(jīng)圍堰打設(shè)的平面尺寸設(shè)計(jì)為21m×16.5m，此時(shí)圍堰結(jié)構(gòu)與承臺(tái)混凝土的距離為1.5m，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工條件要求。

根據(jù)施工圖和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，判定項(xiàng)目所在地－6m 范圍內(nèi)均為淤泥層結(jié)構(gòu)，土質(zhì)以粉質(zhì)黏土為主，厚度約為7.36m。通過(guò)對(duì)歷史水文數(shù)據(jù)分析可知，該地水道歷史最高位達(dá)到31.79mm，常水位標(biāo)高達(dá)到26.55m，最高通航水位是31.0m。相關(guān)人員在對(duì)鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)時(shí)，也對(duì)主墩位置的河床地質(zhì)資料進(jìn)行了分析，由于鋼板樁圍堰定的標(biāo)準(zhǔn)高度應(yīng)超過(guò)最高洪水位標(biāo)高，其實(shí)際標(biāo)高為31.79+0.5=32.29m。

主承臺(tái)鋼板樁圍堰需要自上而下設(shè)計(jì)，共計(jì)三道。其中，第一道設(shè)計(jì)使用雙拼I56a 型工字鋼，距離鋼板樁頂端1.95m；第二道I56 工字鋼，與第一道的距離保持在3.5m；第三道則使用了雙拼I56 工字鋼，與第二道距離保持在3.0m，同時(shí)距離封頂面為3.7m。內(nèi)支撐設(shè)計(jì)采用了2 道直徑為529mm 的鋼管，鋼管之間的距離為6.5m。具體施工中，首先對(duì)第一道、第二道圍檁和支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，隨后安裝鋼板樁圍堰；當(dāng)清基開(kāi)挖后，經(jīng)過(guò)封底與抽水后，再安裝第三道圍堰與支撐結(jié)構(gòu)[1]。

3 水中承臺(tái)施工中鋼板樁圍堰施工技術(shù)應(yīng)用措施

3.1 鋼板樁與圍堰施工控制

在項(xiàng)目施工中，相關(guān)人員使用履帶吊與振動(dòng)錐配合擊打鋼板樁，并堅(jiān)持由近到遠(yuǎn)施工原則，首先對(duì)靠近平臺(tái)側(cè)的鋼板樁進(jìn)行施工，其次是遠(yuǎn)離平臺(tái)側(cè)的鋼板樁，最后做好兩側(cè)自上游向下游合龍。在具體施工環(huán)節(jié)，技術(shù)人員要嚴(yán)格控制樁的垂直度，并做好定位和雙向垂直度檢查，確保施工位置準(zhǔn)確，防止由于出現(xiàn)位置偏差導(dǎo)致鋼板樁豎直下沉。

此外，應(yīng)做好鋼板樁圍堰平面設(shè)計(jì)，將其規(guī)劃為矩形結(jié)構(gòu)。具體施工環(huán)節(jié)，相關(guān)人員需要重點(diǎn)關(guān)注圍堰縱向與橫向是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)角。當(dāng)出現(xiàn)較為明顯不穩(wěn)的轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)做好定型角樁控制。在控制方案應(yīng)用中，需要將2 根鋼板樁焊接在1 根角樁上，以形成三角形結(jié)構(gòu)，提高其整體穩(wěn)定性。角樁的設(shè)計(jì)必須穩(wěn)定、并將合龍安排在橫向或縱向的一邊上，此外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)條件，也可選擇在圍堰角樁的位置上合龍。

具體施工環(huán)節(jié)，為確保圍堰整體安全，相關(guān)人員對(duì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)采取了水下清基方法，并做好水下封底操作。本次施工完成后，每個(gè)承臺(tái)累計(jì)實(shí)現(xiàn)清基方量為1331m3，并應(yīng)用抓斗進(jìn)行淤泥清理。此外，技術(shù)人員也應(yīng)用泵吸反循環(huán)法，對(duì)承臺(tái)基坑進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，通過(guò)該種方式，能夠極大提高清基效率，把基坑內(nèi)的泥沙被運(yùn)送到指定地點(diǎn)，確保了施工作業(yè)的穩(wěn)定性與連續(xù)性。在具體施工中技術(shù)人員也增加測(cè)試點(diǎn)密度，并輔助高壓水槍?zhuān)瑢?duì)土體進(jìn)行沖刷與切割，確保形成泥漿。隨后，利用千斤頂下方整體圍檁和支撐。本次施工要求鋼板樁頂超出最高水位0.5m，86#、87#墩插打的鋼板樁標(biāo)高如表1 所示。

表1 鋼板樁標(biāo)高 單位：m

3.2 做好水下封底控制

本次施工中，利用鋼圍堰與鉆孔樁護(hù)筒作為支撐，并且在鋼護(hù)筒的槽口上鋪設(shè)了56a 型工字鋼，將其作為主要承重梁。主梁部分也施工了22a 橫向梁，每個(gè)梁的間距為50cm。同時(shí)，在橫向分配梁上鋪10mm 的木板，將其作為封底施工平臺(tái)。封底混凝土需要采用C30 水下混凝土，厚度為150cm，本次施工中每個(gè)承臺(tái)使用的方量為519.75m3，封底混凝土采用分塊澆筑法，此外，在圍堰范圍內(nèi)布置了6 根299 型號(hào)的水下混凝土導(dǎo)管。在封底控制中，每根導(dǎo)管的澆筑半徑為5m[2]。

在混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管接頭質(zhì)量進(jìn)行控制，做好接頭質(zhì)量與數(shù)量控制，以滿(mǎn)足連續(xù)澆筑要求。澆筑施工完成后，要保證其表面完整，封底的順序?yàn)橹苓叺街虚g，并依次開(kāi)球封口。當(dāng)所有封口均完成后，相關(guān)人員根據(jù)混凝土頂面上升情況，控制分配混凝土的流向，使得混凝土在圍堰范圍內(nèi)滿(mǎn)足均勻上升條件。

水下混凝土澆筑需要重點(diǎn)做好高差控制，由專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)準(zhǔn)繩控制澆筑高差，并且對(duì)混凝土的擴(kuò)散情況進(jìn)行觀察。在導(dǎo)管移位前，需要保證澆筑區(qū)域混凝土鋪滿(mǎn)，防止出現(xiàn)漏澆。根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)，水下混凝土澆筑高度應(yīng)控制在承臺(tái)以下20cm 處。澆筑完成后，需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，此時(shí)倘若圍堰抽水作業(yè)完成，則需要在封底混凝土的上部支立模板，將20cm 厚度的混凝土作為找平層。在最終封底前，應(yīng)指定專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)鋼板樁圍堰底座的具體情況進(jìn)行檢查，使得封底部分平整，達(dá)到預(yù)期澆筑要求。

封底完成后，相關(guān)人員需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，當(dāng)其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到80%以后，則開(kāi)始抽水作業(yè)。當(dāng)抽水達(dá)到承臺(tái)頂50cm 位置時(shí)，需要安裝第三道圍檁。為達(dá)到穩(wěn)定安全要求，技術(shù)人員需要對(duì)各節(jié)點(diǎn)的施工狀況進(jìn)行檢查，明確鋼板樁與導(dǎo)框之間是否牢固，嚴(yán)格避免抽水時(shí)意外事件發(fā)生。在施工質(zhì)量控制中，應(yīng)做好抽水管理，防止出現(xiàn)抽水過(guò)快問(wèn)題，同時(shí)需要對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，當(dāng)其鎖口位置出現(xiàn)大量漏水時(shí)，應(yīng)立即做好止水處理。

對(duì)本次施工中鋼板樁鎖口漏水問(wèn)題進(jìn)行分析可知，操作人員在對(duì)鋼板樁進(jìn)行打插的過(guò)程中，使得鋼板樁受到了物理撞擊，鎖口位置發(fā)生滲漏。為防止問(wèn)題擴(kuò)大化，相關(guān)人員使用了導(dǎo)管在圍堰外側(cè)放置了煤渣，當(dāng)煤渣的高度超過(guò)漏水位置時(shí)，漏水問(wèn)題便會(huì)得到解決。此外，也可使用袋子預(yù)先裝進(jìn)煤渣，通過(guò)活力將其安置在漏水位置。

3.3 施工效果評(píng)估

在水中承臺(tái)施工中，使用鋼板樁圍堰施工技術(shù)產(chǎn)生的效果十分明顯，在具體施工管理中，應(yīng)對(duì)施工要點(diǎn)進(jìn)行明確，并做好細(xì)節(jié)控制工作，降低各類(lèi)因素對(duì)施工結(jié)果造成的不良影響。作為優(yōu)秀施工技術(shù)人員，應(yīng)堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合原則，對(duì)鋼板樁圍堰施工技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，并結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況，做好安全與質(zhì)量控制工作，以實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。

此外，本項(xiàng)目施工流程具有較強(qiáng)的合理性，使得鋼板樁施工技術(shù)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，項(xiàng)目施工作業(yè)流程如圖1 所示。

圖1 鋼板樁圍堰施工流程

在施工作業(yè)中，相關(guān)人員嚴(yán)格按照上述流程對(duì)鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，并做好施工質(zhì)量控制，對(duì)項(xiàng)目施工中的重點(diǎn)與關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，如鋼板樁合龍對(duì)接與承臺(tái)施工質(zhì)量驗(yàn)收。項(xiàng)目經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后，質(zhì)量合格，施工標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，為同類(lèi)項(xiàng)目施工提供了重要參考。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)橋梁水中承臺(tái)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，分析了承臺(tái)施工技術(shù)手段，對(duì)鋼板樁圍堰施工思路進(jìn)行了探索，提出使用逆作法，優(yōu)化施工路徑，通過(guò)對(duì)鋼板樁的起吊下插、合龍，做好施工吸泥、清淤、混凝土澆筑、圍堰內(nèi)抽水，使得承臺(tái)施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求，有效避免了安全風(fēng)險(xiǎn)與質(zhì)量不良事件。