黃如旦 游 鵬

（中交第二航務(wù)工程局有限公司福州分公司 福建福州 350000）

1 工程概況

長樂區(qū)某路堤結(jié)合工程建設(shè)39m橋梁一座，單側(cè)臨湖，為跨越遠(yuǎn)期預(yù)留導(dǎo)流渠而設(shè)計(jì)。

橋位區(qū)地質(zhì)情況：場地為海岸濱海沉積地貌，橋址區(qū)地形平坦，根據(jù)地質(zhì)測繪及鉆探揭示，橋址場地主要揭露第四系海積層（Q4cm），基巖為鉀長花崗巖。其中海積層由新到老可分述為：細(xì)砂→淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土→泥質(zhì)細(xì)砂。

橋位區(qū)水文情況：場地位于長樂濱海平原上，河道與天然港道密布，地表水發(fā)育，水量充沛。沿海堤堤內(nèi)為滯洪區(qū)，地表水受降雨、文武砂水庫及平原后緣區(qū)溝河水補(bǔ)給，通過外文武十七孔閘等落潮時(shí)流入東海，漲潮時(shí)接受海水補(bǔ)給，場地內(nèi)地表水主要為海水，堤內(nèi)滯洪區(qū)潮水作用強(qiáng)烈，對工程影響較大。橋位區(qū)場地地下水變幅主要受潮水位影響。路線沿線砂土層中的地下水與海水具強(qiáng)水力聯(lián)系，考慮潮汐的影響，推測地下水的年變化幅度一般為2~4m，歷史最高地下水位為6.5m。外文武墾區(qū)內(nèi)常水位為1.6m，內(nèi)澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，內(nèi)澇水位為3.32m。

綜上所述，橋位區(qū)地下水含量豐富且臨近內(nèi)湖，場地周邊無開挖條件。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)合場地臨湖現(xiàn)狀，橋梁承臺及橋位處路基擋墻基礎(chǔ)均位于內(nèi)湖常水位以下，故本工程施工時(shí)采用鋼板樁作為承臺及附屬擋墻水下施工臨時(shí)圍堰。

2 鋼圍堰設(shè)計(jì)

2.1 鋼圍堰總體布置

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，鋼板樁圍堰根據(jù)橋梁承臺及路基擋墻形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，鋼板樁圍堰距離橋梁承臺及路基擋墻預(yù)留1m空間，以便人員施工操作。

項(xiàng)目計(jì)劃采用9m長、有效寬度W1=40cm、高度H1=17cm、厚度t=15.5mm的拉森Ⅳ型鋼板樁進(jìn)行施工。

為降低鋼板樁入土深度及作用在樁后為主動土壓力，根據(jù)墾區(qū)內(nèi)水位情況可適當(dāng)降低鋼板樁前、樁后入土標(biāo)高，鋼板樁長9m，樁頂標(biāo)高高于常水位0.5m即可，另外應(yīng)盡量通過降低圍堰外場地標(biāo)高從而減小圍堰內(nèi)開挖深度，本工程板樁最小入土深度5.9m，封底采用C25水下混凝土，封底厚度為0.5m。因圍堰內(nèi)開挖深度較小，故本項(xiàng)目鋼板樁不設(shè)置圍檁及內(nèi)支撐。

2.2 鋼板樁圍堰受力計(jì)算

根據(jù)本工程鋼板樁圍堰布置設(shè)計(jì)，需從土的抗傾覆安全系數(shù)和鋼板樁懸臂段應(yīng)力驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足要求。

通過查詢《深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊》可知，在假定上部簡支+下部自由支承的前提下可采用單錨淺埋板樁方式計(jì)算鋼板樁入土進(jìn)深，分析可知作用在樁后樁前分別為主動和被動土壓力，對各工況鋼板樁埋深及強(qiáng)度計(jì)算得出土的抗傾覆安全系數(shù)可以滿足要求，故承臺在細(xì)砂中采用9m拉森Ⅳ型鋼板樁，鋼板樁為懸臂，頂部不加支撐是安全的。

通過鋼板樁懸臂段應(yīng)力計(jì)算公式得出應(yīng)力σ＜f=215N/mm2，證明拉森Ⅳ型鋼板樁強(qiáng)度滿足要求。

3 鋼板樁圍堰施工技術(shù)

3.1 施工平臺整理

鋼板樁圍堰施打前，采用挖機(jī)將鋼板樁圍堰承臺及擋墻基坑標(biāo)高平整至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后測量放樣出承臺的平面位置，并根據(jù)承臺開挖基坑尺寸，利用石灰劃線標(biāo)示出圍堰設(shè)計(jì)施工邊線。

3.2 鋼板樁進(jìn)場檢驗(yàn)及處理

所有鋼板樁必須使用九成新以上的鋼板樁，最好是使用過1~2次的鋼板樁。進(jìn)場后進(jìn)行鋼板樁的檢驗(yàn)，包括鋼板樁堆放、接長情況、鋼板樁鎖口潤滑及防滲設(shè)置情況以及檢查振動錘及各種設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)設(shè)計(jì)樁長超過常規(guī)鋼板樁長度模數(shù)時(shí)，需要對現(xiàn)有模數(shù)鋼板樁進(jìn)行拼接，拼接時(shí)，兩根同型號鋼板樁應(yīng)對正頂緊、夾持于牢固的夾具內(nèi)施焊，焊接牢固，鋼板樁拼接接頭不得在圍堰的同一斷面上，相鄰樁接頭上、下錯(cuò)開應(yīng)不小于2m。鋼板樁圍堰每個(gè)轉(zhuǎn)角處必須使用角度適宜的角樁，角樁由整塊鋼板樁切割后，對接焊接而成，角度可隨圍堰要求進(jìn)行調(diào)整。

3.3 鋼板樁插打

本項(xiàng)目鋼板樁采用陸上施打，現(xiàn)場安排一臺履帶吊（50t）配合振動錘（DZ60型）進(jìn)行施打。將鋼板樁吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁，插樁時(shí)鎖口要對準(zhǔn)，每插入一塊即套上樁帽輕輕錘擊。為了減少插打時(shí)鎖口間的摩擦和減少鋼板樁支護(hù)的滲漏，需提前在鋼板樁鎖口內(nèi)涂抹黃油混合物油膏；同時(shí)在施打全程利用全站儀進(jìn)行垂直度及標(biāo)高嚴(yán)格控制，打設(shè)位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用[1]，矯正頻率為每1m測量校正1次，確保鋼板樁的垂直度和位置。鋼板樁沉樁過程中允許偏差為平面位置縱向100mm，橫向?yàn)?50~0mm，垂直度為±5mm。

（1）鋼板樁插打方法。按照從鋼板樁圍堰的一角開始，逐塊打設(shè)，直到工程結(jié)束。

（2）鋼板樁插打次序。臨湖側(cè)面在低水位或高水位時(shí)施工，其他時(shí)段施工其他三面，合龍口設(shè)置在邊長較短一側(cè)，在低水位時(shí)合龍，以保證其垂直準(zhǔn)確。

（3）合龍時(shí)鋼板樁的調(diào)整處理。合龍插打時(shí)要先插后打，若合龍有誤，必須采取矯正措施如下：

①當(dāng)施打后在合攏口位置呈現(xiàn)上端傾斜時(shí)，可采取用倒鏈或滑車組對拉使之調(diào)整到位；

②到剩下最后一部分時(shí)應(yīng)通過精確計(jì)算確定龍口位置，一般采用配樁法合龍，即通過配置不同規(guī)格的異形鋼板樁，現(xiàn)場實(shí)測異形鋼板樁的角度和尺寸，根據(jù)實(shí)際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個(gè)圍堰的密封性；

③為保證合龍板樁遵循“先高后低”的鎖口安裝步驟，應(yīng)提前控制兩側(cè)樁施打深度使之形成高低樁（高差100~200mm）。

（4）板樁合龍?jiān)诘统蔽粫r(shí)進(jìn)行。

（5）垂直度的控制方法。整個(gè)施工過程中，要用錘球始終控制每片樁的垂直度，及時(shí)調(diào)整，調(diào)整工具有千斤頂、木楔、導(dǎo)鏈等。

3.4 鋼板樁圍堰內(nèi)施工監(jiān)測

（1）要求基坑開挖時(shí)挖出的土方堆在基坑頂5m開外。

（2）在承臺及擋墻外側(cè)兩邊四角挖集水坑，集水坑深度在封底混凝土底標(biāo)高以下30cm，直徑≥50cm，基坑開挖完成后即開始抽水，抽水過程中觀察鋼板樁側(cè)壁有無漏水現(xiàn)象。

抽水根據(jù)各個(gè)鋼板樁滲水量大小，選擇合適的水泵，要求抽水量大于滲水量，抽水過程中觀測圍堰變形情況，圍堰變形過大、突然發(fā)生變形或有異常聲響應(yīng)啟動應(yīng)急預(yù)案停止抽水，待找出原因并處理完畢后再行施工。

3.5 鋼板樁拔樁

在許可的條件下拔除鋼板樁。拔除前應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)、水位情況研究出適合的拔除流程及后續(xù)土孔處理方法。

本工程選擇打樁所用的振動打拔樁錘進(jìn)行拔樁，這類機(jī)械既可用于打樁還可用于拔樁。

（1）拔樁起點(diǎn)和順序：拔樁遵循“先打先拔，兩側(cè)同拔”的原則進(jìn)行。

（2）振打與振拔：先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動1-2min，使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時(shí)，停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上撥，如此反復(fù)將樁拔出來。

（3）對拔樁后留下的樁孔采用擠密填入法進(jìn)行回填密實(shí)即可。

4 鋼板樁圍堰施工控制要點(diǎn)

（1）鋼板樁進(jìn)場后對其進(jìn)行仔細(xì)檢查，對明顯彎曲破損、鎖扣不合、鎖扣有焊瘤等情況及時(shí)修整，認(rèn)真核對鋼板樁各參數(shù)是否符合規(guī)范要求。

（2）要求組拼成的鋼板樁兩端平齊誤差≤3mm，確保上下誤差控制在30mm以內(nèi)，在鋼板樁鎖口內(nèi)涂抹黃油混合物油膏，防止鋼板樁圍堰漏水。

（3）全程利用鐵錘法進(jìn)行樁身垂直度控制，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（4）當(dāng)垂直度較規(guī)范要求偏差較大至無法調(diào)整時(shí)，應(yīng)果斷拔出后重新進(jìn)行施打。

5 鋼板樁圍堰施工安全技術(shù)措施

（1）根據(jù)外文武圍墾區(qū)內(nèi)湖歷年水位情況，結(jié)合項(xiàng)目工期要求，選擇鋼板樁圍堰抽水施工的適當(dāng)時(shí)期，合理科學(xué)設(shè)計(jì)圍堰。同時(shí)需要考慮各種不利因素，留足安全系數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求編制可行的施工工藝。

（2）根據(jù)現(xiàn)場湖內(nèi)實(shí)際水位計(jì)算圍堰封底厚度，采取有效措施確保封底混凝土質(zhì)量，嚴(yán)防漏水。

（3）所有水上工作平臺及場所必須設(shè)防護(hù)欄桿，配足救生設(shè)備，防止人員落水并及時(shí)搶救。

（4）承臺及擋墻圍堰水下施工人員必須是具備有相應(yīng)資質(zhì)的熟練專業(yè)人員，并配置相應(yīng)的設(shè)備及醫(yī)療衛(wèi)生保障。

6 結(jié)束語

本工程采用鋼板樁圍堰施工技術(shù)順利完成承臺及擋墻水下施工，確保橋梁水下結(jié)構(gòu)物在安全舒適的環(huán)境下高效地完成施工任務(wù)，對簡化施工步驟、優(yōu)化支護(hù)成本具有較大意義。