徐 浩，史榮慶

(1．寧波市三江河道管理局，浙江?寧波?315020；2．杭州亞太建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，浙江?杭州?310012)

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鋼板樁圍堰在保豐碶閘站工程中的應(yīng)用

徐 浩1，史榮慶2

(1．寧波市三江河道管理局，浙江?寧波?315020；2．杭州亞太建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，浙江?杭州?310012)

以保豐碶閘站工程姚江側(cè)鋼板樁圍堰為例，介紹了鋼板樁圍堰在實際應(yīng)用過程中的圍堰設(shè)計、施工工藝流程、存在的問題及處理方法，可供相關(guān)工程施工借鑒和參考。圖1幅。

鋼板樁圍堰；設(shè)計；施工工藝；問題；處理

1 工程概況

保豐碶閘站工程位于浙江省寧波市永豐橋北側(cè)北斗河出口，是鄞西平原護城河～北斗河排水系統(tǒng)的重要出口之一，擔負著排除海曙中心城區(qū)澇水的重任，被列入為2014年寧波市應(yīng)急防汛治澇項目(甬政發(fā)[2013]116號)。閘站設(shè)3孔5 m排澇閘，布置于北斗河左岸，右岸布置泵站廠房，共設(shè)3臺機組。配電房、管理用房布置于右岸綠地。

本工程姚江側(cè)圍堰軸線在現(xiàn)狀岸線外推約15～25 m，圍堰總長約126 m。姚江側(cè)圍堰區(qū)地質(zhì)條件較差，為厚層淤泥、淤泥質(zhì)粘土，呈流塑或軟塑狀態(tài)，中等～高壓縮性，土層物理力學性質(zhì)極差。

2 圍堰設(shè)計

2.1 圍堰型式選擇

本工程圍堰型式選擇遵循原則如下：一是結(jié)構(gòu)安全、防滲、防潮均滿足規(guī)范要求，選擇安全系數(shù)較高的堤型。二是滿足場內(nèi)泵閘的施工條件，少占用外江水域面積。三是施工技術(shù)簡單，拆除方便。

根據(jù)工程特性，選擇土石圍堰、鋼板樁圍堰進行比較：

(1)土石圍堰。優(yōu)點是工序成熟可靠，施工難度低，拆除方便、快捷，且廢料利用率高。缺點是斷面土石方量大，會占用較多的外江水域斷面面積，且施工緩慢，需分層填壓并需要控制堆載時間。

(2)鋼板樁圍堰。優(yōu)點是斷面小、占地少，給基坑施工留出的空間大，較少占用外江水域斷面面積，打設(shè)、拔除施工方便、快捷。缺點是投資費用大，施工技術(shù)要求高。

由于本工程區(qū)域外江為姚江，承擔著重要的排澇任務(wù)，因此土石圍堰占用了較多外江過水斷面面積，對排澇不利。為保證排澇通暢和安全，并加快應(yīng)急工程施工速度，采用了鋼板樁圍堰型式。

2.2 圍堰設(shè)計標準

本工程外江側(cè)圍堰采用5年一遇高潮位2.70 m。考慮到波浪高度及安全加高，圍堰外排鋼板樁樁頂高程取3.50 m，圍堰填土高程取2.90 m，內(nèi)排鋼板樁頂高程為1.90 m，雙排樁間距5 m，兩排鋼板樁中間每1.8 m設(shè)50 mm拉桿1道，并在外側(cè)拋石鎮(zhèn)壓層寬5 m，頂高-1.00 m，內(nèi)側(cè)拋石鎮(zhèn)壓層寬5 m，頂高-0.50 m。

2.3 鋼板樁選擇

根據(jù)圍堰尺寸要求和平面布置設(shè)計方案，姚江側(cè)圍堰選用了拉爾森Ⅳ型鋼板樁，截面尺寸為寬400 mm×高170 mm×厚15.5 mm，單位凈重為76.1 kg/m，截面二次力矩38 600 cm4/m，截面系數(shù)2 270 cm3/m，鋼板樁長度為15 m(見圖1)。

圖1 圍堰基坑剖面

3 施工工藝流程

3.1 施工準備

施工準備工作包括鋼板樁的運輸、檢查、保養(yǎng)等。由于本工程處于寧波市市區(qū)，陸路交通運輸較為困難，實際采用船運鋼板樁至現(xiàn)場，然后對鋼板樁進行檢查、校正和調(diào)整，確保鋼板樁質(zhì)量。

在鋼板樁施打前，鋼板樁兩側(cè)鎖口均需要涂滿黃油，以減少插打時的摩阻力，同時在不插套的鎖口下端打入硬木楔，防止鋼板樁沉入時泥砂堵塞鎖口、偏位等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 施工機械選擇

根據(jù)保豐碶閘站工程現(xiàn)場地形地貌及實際施工情況綜合考慮，選擇了160 t平板駁配合履帶挖機液壓振動錘、運輸船進行鋼板樁定位插打工作，打樁機械手型號為PC450履帶式挖機液壓振動錘。

3.3 測量定位

用全站儀先測出圍堰的2個轉(zhuǎn)角點，插放型鋼作為定位系，打樁時拉線定位。為防止板樁累計偏差，打樁從中間部位開始，向兩端頭開展。

為保證鋼板樁插打的位置準確，首先設(shè)置定位樁，定位樁采用6根20 m H400型鋼前后翻打，打入深度為10 m。施打前先在場內(nèi)加工制作，現(xiàn)場拼裝尺寸固定的導(dǎo)向梁，按圍堰定位邊線適當位置插打24～30 m鋼管做立柱，將導(dǎo)向梁架設(shè)在立柱上面。導(dǎo)向梁采用32b型鋼制作，具有一定豎向和側(cè)向剛度，保證施打時不變形，正確導(dǎo)向。

3.4 施打作業(yè)

鋼板樁施打作業(yè)主要采用160 t平板駁配合履帶挖機液壓振動錘。插打順序從圍堰中間開始逐漸向兩側(cè)延伸，插打時必須嚴格控制好鋼板樁的垂直度，第一根樁打入時尤其重要，是整個鋼板樁的標桿，必須保證定位準確、雙向垂直度符合要求。第一根樁打設(shè)完畢后，順著事先固定好的導(dǎo)梁依次插打其余鋼板樁至設(shè)計標高。鋼板樁插打時，采用全站儀進行跟蹤測量檢查，發(fā)現(xiàn)偏位等情況，應(yīng)及時采取措施予以調(diào)整，必要時可拔除重打。

鋼板樁插打完成后，利用姚江小潮時機，及時安裝2層拉桿，以保證鋼板樁的整體穩(wěn)定性。

3.5 圍堰填筑

上下游2層鋼板樁插打完成、拉桿安裝完畢后，開始填筑圍堰土體。按照設(shè)計要求，在下游鋼板樁內(nèi)側(cè)鋪設(shè)土工膜1層，但因鋼板樁內(nèi)拉桿較多，難以鋪設(shè)，故直接采用粘土回填內(nèi)部土體，并逐漸形成圍堰。

4 存在問題及處理

4.1 存在問題及原因分析

在圍堰投入使用后，發(fā)現(xiàn)圍堰局部變形較大，甚至威脅圍堰的安全，直接影響了基坑內(nèi)鉆孔灌注樁正常施工。經(jīng)分析，主要有以下原因：

(1)原圍堰設(shè)計采用18 m長鋼板樁，但因插打施工設(shè)備不能滿足，而改為了15 m長鋼板樁。

(2)原圍堰設(shè)計外排鋼板樁下游、內(nèi)排鋼板樁下游均填筑拋石鎮(zhèn)壓層，以保護鋼板樁，但因基坑內(nèi)拋石影響基坑開挖和鉆孔灌注樁施工、外部拋石影響姚江航道等原因，實際施工時取消了該拋石鎮(zhèn)壓層防護。

(3)上下游兩道鋼板樁內(nèi)部拉桿強度不足、數(shù)量不夠，造成鋼板樁圍堰自身整體穩(wěn)定性不足。

4.2 處理方法

(1)對局部變形較大的鋼板樁進行返工重打，以保持圍堰外部尺寸符合設(shè)計要求。

(2)在外排鋼板樁外側(cè)和內(nèi)排鋼板樁內(nèi)側(cè)及緊靠圍檁處對稱打設(shè)鋼管樁，鋼管樁直徑600 mm，長度不小于25 m，間距在5 m左右；鋼管樁打設(shè)完成后采用鋼絲繩對拉緊固，并與鋼板樁圍檁形成一個整體。

(3)根據(jù)實際潮水情況，在保證圍堰安全的前提下，盡可能降低圍堰高度。

4.3 處理效果

經(jīng)過上述加固處理措施后，鋼板樁圍堰基本未發(fā)生較大變形，整體穩(wěn)定性也較好，威脅基坑內(nèi)正常施工的情形沒有再次發(fā)生，從而確保了工程施工順利進行。

5 結(jié) 語

鋼板樁圍堰方案具有工期短、占地空間小等優(yōu)點，較適應(yīng)于水較深、土質(zhì)為軟基的地基施工，與其他圍堰施工相比，鋼板樁圍堰具有速度快、一次性投入費用低、安全性較高等優(yōu)點。

本工程利用鋼板樁圍堰施工歷時6個月，期間雖然發(fā)生了一些問題，但經(jīng)處理后圍堰能滿足工程需要，為水下部分工程施工創(chuàng)造了無水條件，實際效果表明采用鋼板樁圍堰方案是切實可行的。

責任編輯 吳 昊

2015-05-19

徐 浩(1984-)，男，工程師，主要從事水利工程建設(shè)與管理工作。