馬華良

（保利長大工程有限公司，廣州510620）

1 工程概況

本項(xiàng)目為清遠(yuǎn)市某大橋，橋梁主跨跨徑為100 m+218 m+100 m，結(jié)構(gòu)型式選用雙塔單索面斜拉橋，主塔與主墩之間的連接方式為塔梁固結(jié)，整體呈半漂浮體系。本橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取一級公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和三級航道標(biāo)準(zhǔn)。橋面下墩高約21 m，基礎(chǔ)型式選用樁基礎(chǔ)，樁基直徑2.2 m，為鉆孔灌注樁。

該橋位于清遠(yuǎn)市北江中下游，屬老年期河流，河流水位主要受上游飛來峽樞紐及潮汐影響，日水位落差為20～50 cm。整體河床斷面呈U 形，侵蝕作用基本停止且側(cè)蝕作用微弱，河床不利影響以沉積作用和溶洞為主，在10#～21#墩的樁基附近均存在不同發(fā)育程度的溶洞，因此，所有水中施工平臺的支撐樁均需采用覆蓋層靜壓注漿來規(guī)避溶洞的不利影響，降低施工風(fēng)險。根據(jù)詳勘資料和工程實(shí)際狀況，本項(xiàng)目選用鋼板樁圍堰。

2 鋼板樁圍堰施工關(guān)鍵控制因素

2.1 鋼板樁質(zhì)量

本橋梁鋼板樁圍堰采用的未拉伸Ⅳ型鋼板樁，由于鋼板樁在其運(yùn)輸及裝卸過程中易受運(yùn)輸條件不佳、人工操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，常出現(xiàn)撞傷彎扭和鎖口變形等現(xiàn)象[1]，因此，在插打鋼板樁前應(yīng)進(jìn)行如下內(nèi)容的檢查：（1）確保鋼板樁鎖口完好；（2）剔除鎖口破裂、扭曲變形的鋼板樁；（3）對鋼板樁表面的焊接鋼板、鋼筋及混凝土渣進(jìn)行剔除和清理；（4）確保鋼板樁的數(shù)量滿足設(shè)計要求。

2.2 鋼板樁插打位置

一般情況下，鋼板樁圍堰對鋼板樁的插打位置要求并不嚴(yán)格，人工扶正并進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控即可滿足要求。但在本項(xiàng)目中，由于河床地質(zhì)條件不佳、水位較深等因素，僅靠人工和儀器校準(zhǔn)會使得鋼板樁的插打位置偏差過大，因此，在施工過程中應(yīng)設(shè)置穩(wěn)固的導(dǎo)架或采用限位措施[2]，并確保其不隨鋼板樁的插打過程變形，起到良好的控制偏位作用。

2.3 鋼板樁傾斜度

本項(xiàng)目在樁基礎(chǔ)鋼板圍堰搭建的施工過程中，采用先插打上水側(cè)中間鋼板樁，然后東西兩邊同時推進(jìn)打樁，并在下水側(cè)轉(zhuǎn)角進(jìn)行合龍的方案。每一根樁在插打過程中不可避免地會存在傾斜偏差，項(xiàng)目板樁數(shù)量較多，如果不加以控制可能會導(dǎo)致圍堰結(jié)構(gòu)整體傾斜，影響整體施工安全，因此，需要將鋼板樁的傾斜度和傾斜累積控制在設(shè)計規(guī)范要求之內(nèi)。

3 施工工藝

本項(xiàng)目深水鋼板樁圍堰的施工工藝包含安裝圍堰圈梁、插打鋼板樁、水下封底等施工工序，具體的工序流程為：施工準(zhǔn)備→安裝圍堰內(nèi)圈梁→鋼板樁定位、插打→河床面清理→承臺水下封底→抽水、鑿樁頭。

3.1 安裝圍堰內(nèi)圈梁

圍堰內(nèi)撐圈梁選用2I56a 雙拼工字鋼，第一道圍堰內(nèi)撐安裝中心的標(biāo)高為+10 m，第二道則為+6.5 m。在進(jìn)行圍堰內(nèi)圈梁安裝時，導(dǎo)梁的拼裝、焊接需嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工，確保導(dǎo)梁平面尺寸、標(biāo)高等參數(shù)與圖紙一致。焊接時要嚴(yán)格落實(shí)檢測，確保連接焊縫飽滿密實(shí)，焊接完成后，測量組需進(jìn)行二次放樣，核實(shí)內(nèi)撐的安裝無誤。鋼板樁圍堰內(nèi)撐布置如圖1 所示。

3.2 插打鋼板樁

在吊取鋼板樁的過程中，需使鋼板樁保持垂直狀態(tài)插入已就位的鋼板樁鎖口，并確保鋼板樁緊靠內(nèi)撐圈梁。插打第一根樁時需嚴(yán)格保證該定位樁的垂直度，并盡量控制插打位置的精確度。在施插過程中，以“插樁正直、偏差分散、有偏即糾、調(diào)整合龍”為原則[3]，控制鋼板樁的平面位置偏差小于30 mm，垂直度偏差小于2%，樁頂面標(biāo)高以+5.5 m 進(jìn)行控制。在鋼板樁插打到位后，需在樁上每隔6 m 焊接一個I25a 工字鋼牛腿作為內(nèi)撐圈梁的支撐，并將牛腿和圈梁進(jìn)行焊接固定，將圈梁的自重荷載轉(zhuǎn)移至鋼板樁上，從而對整個鋼板樁圍堰進(jìn)行加固。

在插打鋼板樁的施工過程中，為減小樁間摩擦力的同時增強(qiáng)樁間密封性，防止鋼板樁漏水，應(yīng)于鋼板樁鎖口附近涂抹黃油。此外，鋼板樁在插打過程中產(chǎn)生傾斜時，應(yīng)通過手拉葫蘆、與已穩(wěn)定的鋼板樁進(jìn)行焊接等方式對偏差進(jìn)行及時糾正，若傾斜較大且難以糾正時，應(yīng)將鋼板樁拔起重插。

圖1 鋼板樁圍堰內(nèi)撐布置圖（單位：cm）

3.3 圍堰及護(hù)筒清理

圍堰鋼板樁插打完畢后，河床面受到水流沖刷作用，會產(chǎn)生上下游高低不平的現(xiàn)象，因此，需嚴(yán)格按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求對河床面進(jìn)行二次整平和清理。當(dāng)河床面地勢低洼處在整平后仍達(dá)不到設(shè)計標(biāo)高的，需在封底地面鋪設(shè)彩條布并以砂袋等重物進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)后再次進(jìn)行整平，使之滿足封底的標(biāo)高要求。同時，為盡可能減弱水流對鋼板樁的沖刷作用，整平清理時應(yīng)在承臺外圍堆砌沙袋，且沙袋總高度不得小于1 m。

考慮到樁基護(hù)筒的打設(shè)時間跨度較長，而封底混凝土對施工安全起著至關(guān)重要的作用，因此，為保證封底混凝土的質(zhì)量，在進(jìn)行承臺水下封底工作前，需確保封底混凝土、鋼板樁及樁基護(hù)筒間的石塊、泥塊、混凝土塊和廢棄鋼筋等雜物已被清理干凈[4]。

3.4 圍堰水下封底

在完成鋼板樁的插打施工和內(nèi)部的清理工作之后，應(yīng)進(jìn)行圍堰的封底工作。質(zhì)量過硬的封底混凝土工程能創(chuàng)造一個良好的水中施工環(huán)境，因此，即便其并非結(jié)構(gòu)組成部分，也應(yīng)引起相關(guān)單位的足夠重視。由于本項(xiàng)目橋梁墩位處的覆蓋層均為透水層，因此，選用水下封底方案進(jìn)行封底施工。封底選用C25 等級混凝土，總厚度為1.2 m+0.3 m，共1.5 m。為保證承臺水下封底混凝土的質(zhì)量，應(yīng)在樁基施工的平臺拆除后再進(jìn)行封底施工。

根據(jù)工程現(xiàn)場的實(shí)際情況和水文地質(zhì)條件，封底的技術(shù)手段選用垂直導(dǎo)管法，并結(jié)合汽車泵進(jìn)行封底工作。導(dǎo)管作業(yè)時以4 m 為半徑進(jìn)行導(dǎo)管布置，封底順序?yàn)閺臉痘o(hù)筒周圍從上下游側(cè)對稱向中間封底，最后在護(hù)筒中部合龍，完成封底。水下封底施工過程中，除測量導(dǎo)管附近的混凝土面標(biāo)高之外，還應(yīng)對導(dǎo)管作業(yè)半徑邊緣處的標(biāo)高進(jìn)行測量，從而精確控制封底混凝土標(biāo)高。在封底過程里若是導(dǎo)管標(biāo)高超限，可采取適當(dāng)抽查導(dǎo)管的方法進(jìn)行回調(diào)，但回調(diào)時應(yīng)注意導(dǎo)管提起的高度，避免導(dǎo)管懸空，且應(yīng)確保封底混凝土頂面的平整度，防止底層淤泥因局部荷載過高導(dǎo)致的局部隆起現(xiàn)象。

此外，在進(jìn)行封底混凝土的澆筑時，要確?；炷另斆娴钠秸?，且頂面不應(yīng)高于承臺底面。在圍堰的4 個角落應(yīng)分別設(shè)置0.4 m 深的集水井，集水井可選用φ820 mm 鋼管進(jìn)行制作，在抽干水后進(jìn)行第二次封底時預(yù)埋于圍堰四角。封底工作完成后，鋼板樁圍堰外側(cè)長時間受流水沖刷作用，可能使鋼板樁的埋深深度發(fā)生變化，最終導(dǎo)致鋼板樁埋深不足，因此，在遇到此類情況時可采取向圍堰內(nèi)拋設(shè)砂袋的方式加強(qiáng)鋼板樁埋深，使其達(dá)到設(shè)計要求。

3.5 鋼板樁圍堰內(nèi)抽水清理

在施工前進(jìn)行的混凝土性能測試試驗(yàn)中可知，封底混凝土的強(qiáng)度在正常條件下，僅需3 d 左右即可達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。因此，在正常施工條件下，一般在封底混凝土澆筑完畢3 d 后對圍堰內(nèi)部進(jìn)行抽水工作，抽水時共采用4 臺30 m3/h 的潛水泵。在抽水過程中如若發(fā)現(xiàn)板樁鎖口有滲水、漏水等現(xiàn)象，對于圍堰內(nèi)河床以上的部分，可由潛水員使用棉絮等物體對縫隙進(jìn)行簡易封堵，而對于圍堰內(nèi)部的封底混凝土和樁基護(hù)筒、鋼板樁接觸部分的漏水現(xiàn)象則應(yīng)在內(nèi)側(cè)使用玻璃膠、環(huán)氧樹脂等更為專業(yè)的堵漏劑進(jìn)行封堵，若漏水縫隙較大，則應(yīng)選用焊鋼板或尖木塞等方式進(jìn)行封堵，部分特殊情況下也可局部支立模板進(jìn)行混凝土封堵。

對鋼板樁圍堰內(nèi)部進(jìn)行抽水清理和密實(shí)性檢測后，即可按照設(shè)計標(biāo)高對多余的樁基護(hù)筒部分進(jìn)行割除，鑿除掉多余的樁頭，并對封底混凝土頂面進(jìn)行清理，以便進(jìn)行承臺實(shí)體的施工。

4 結(jié)語

深水橋梁的樁基礎(chǔ)建設(shè)是一項(xiàng)較危險的關(guān)鍵性工程，為確保此重要工程的順利實(shí)施，應(yīng)嚴(yán)格確保鋼板樁圍堰的施工質(zhì)量符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。而鋼板樁圍堰同樣是一項(xiàng)重要且復(fù)雜的工程，其施工環(huán)節(jié)緊密相連，任何一處紕漏都可能會引發(fā)工程事故，因此，在進(jìn)行鋼板樁圍堰的施工建設(shè)過程中，各部門人員均應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，選用合適的施工工藝，并對鋼板樁質(zhì)量、傾斜度、封底混凝土質(zhì)量等關(guān)鍵控制因素加強(qiáng)把控，從而提升圍堰質(zhì)量，保證施工整體的工程質(zhì)量。