楊 朋 劉科強 王海峰 李 星 羅明浩 李建新

（1 廣州航海學院 土木與工程管理學院；2 佛山市建盈發(fā)展有限公司）

0 引言

某大橋起訖樁號K0+000-K1+293，包括大橋1 座，其14#墩承臺為1 個整體式承臺，基礎(chǔ)是由8 根直徑φ2.5m 的樁基構(gòu)成，承臺設(shè)計砼方量為1049.34m3，鋼筋設(shè)計量為61.7t，其中HRB400φ32 鋼筋為45.65t，HRB400φ16 鋼筋為16.05t。14#過渡墩位于水道旁，地面標高為1m，向下10m 地質(zhì)一般為粉砂層與強風化砂巖層。在收到承臺設(shè)計文件和技術(shù)資料后[1-7]，本項目部組織有關(guān)技術(shù)人員全面熟悉并核對，充分了解設(shè)計意圖；檢查圖紙與其各組成部分之間有無矛盾和錯誤，核對地形地貌、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，技術(shù)要求是否正確；發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計單位聯(lián)系，同時做好詳細的設(shè)計文件復核記錄，包括設(shè)計圖紙的疑問和有關(guān)建議。在設(shè)計技術(shù)交底會上，認真聽取設(shè)計單位對承臺的設(shè)計依據(jù)、意圖和功能要求說明，及本工程將采取的特殊結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝和新技術(shù)。根據(jù)對設(shè)計圖紙的研究和對設(shè)計意圖的理解，提出對設(shè)計圖紙的疑問、建議和變更。最后在統(tǒng)一認識的基礎(chǔ)上，對所探討的問題逐一作好記錄，形成“設(shè)計技術(shù)交底會議紀要”，作為指導施工的依據(jù)。用“設(shè)計技術(shù)交底會議紀要”內(nèi)容，進行逐級層層交底，使參加本工程的全體技術(shù)人員正確理解設(shè)計意圖和相互技術(shù)要求。為了確保工程的施工進度和安全，對大橋14#墩承臺施工方案進行了比選及驗算分析。

1 施工方案的比選

1.1 鋼板樁圍堰施工方案

根據(jù)設(shè)計文件，14#墩承臺尺寸為22.75×10.25×4.5m，采用15m 長鋼板樁圍堰施工，對巖層區(qū)域打入到巖層。圍堰橫橋向?qū)?4.75m，順橋向?qū)挾?2.25m。

1.2 15m 長鋼板樁圍堰+抗滑樁施工方案

鋼板樁圍堰采用15m 長的拉森IV 鋼板樁施工，圍囹設(shè)置一層，標高為+1.0m，圍囹采用雙拼H700×300的型鋼，內(nèi)撐采用φ720×13mm 的鋼管，待鋼板樁插打完成閉合后，在大里程側(cè)插打一排抗滑樁，用精軋螺紋連接至鋼板樁上，然后進行鉆孔樁施工。樁基施工完成后，開挖基坑、清淤鑿除樁頭，然后進行封底混凝土施工，待封底混凝土施工完成達到設(shè)計強度的70%后，拆除精軋螺紋和抗滑樁，然后進行承臺施工?？够瑯镀矫娌贾脠D見圖1 所示。

圖1 抗滑樁平面布置圖

1.3 15m 長鋼板樁圍堰+支撐樁施工方案

鋼板樁圍堰采用15m 長的拉森IV 鋼板樁施工，圍囹設(shè)置兩層，頂層圍囹標高為+1.0m，底層圍囹標高為-3.8m。雙層圍囹都采用雙拼H700×300 的型鋼，內(nèi)撐采用φ720×13mm 的鋼管，待鋼板樁插打完成閉合后，先安裝頂層圍囹，低水位期在整平標高-2.5m 范圍插打4根支撐樁（河道側(cè)與河岸側(cè)各2 根），然后進行鉆孔樁施工。樁基施工完成后開挖基坑，當基坑挖到-4.5m 時，安裝底層圍囹，然后清淤鑿除樁頭，進行封底混凝土施工，待封底混凝土施工完成后，拆除底層圍囹，進行承臺施工。鋼板樁圍堰立面圖見圖2。

圖2 鋼板樁圍堰立面圖

1.4 兩種方案的比選

兩種方案的原理基本相同，兩種方案均是在鋼板樁插打完成閉合后進行樁基施工，樁基施工后進行基坑開挖，最后進行封底及承臺施工。選用15m 長的鋼板樁+抗滑樁施工，只在基坑頂放置一道圍囹及內(nèi)撐，但是需要插打抗滑樁并且用精軋螺紋連接，且對抗滑樁的深度有要求，因現(xiàn)場地質(zhì)問題，抗滑樁插打非常困難，很難達到入土要求；選用15m 長的鋼板樁+支撐樁，需要設(shè)置兩道圍囹及內(nèi)撐，不需要插打抗滑樁，僅在圍堰四角處插打四根支撐樁即可，采用雙層圍囹增加了鋼板樁的穩(wěn)定性，提高了施工的安全系數(shù)。綜合考慮，采用15m 長鋼板樁圍堰+支撐樁的施工方案進行施工。

2 施工工藝

2.1 施工工序

承臺處于陳村水道水中與堤岸之間，承臺尺寸為22.75×10.25×4.5m。為保證河道通航，設(shè)計承臺頂面位于河床底部，承臺頂面高程為+0.2m，過渡墩14 號承臺采用15m 鋼板樁圍堰法施工，首先橫橋向按階梯型整平原地面，順橋向無坡度；低水位期插打4 根支撐樁（河道側(cè)與河岸側(cè)各2 根），在支撐樁頂拼裝頂層內(nèi)支撐，并利用頂層內(nèi)支撐作為鋼板樁導向插打鋼板樁圍堰；頂層內(nèi)支撐與鋼板樁焊接，割除地面以上鋼板樁，根據(jù)實際水位，填土至標高+1.0～+2.0m，其中樁頂標高+1.5m區(qū)域填土至+2.0m，并鋪設(shè)鋼板用于施工機械通行；在圍堰上游與河岸側(cè)轉(zhuǎn)角附近拋填碎石土蛇皮袋，防沖刷，然后插打鋼護筒，進行樁基施工。樁基施工完成后，圍堰清基至標高-0.8m，利用頂層內(nèi)撐懸吊底層內(nèi)撐，樁頂標高+1.5m 范圍鋼板樁與頂層內(nèi)支撐間焊接進行破除，并恢復該區(qū)域鋼板樁樁頂標高至+2.0m，然后再與該區(qū)域鋼板樁重新焊接。底層內(nèi)支撐隨清基逐步下放至設(shè)計標高-3.8m，圍堰內(nèi)整平，且鉆孔樁樁身采用高壓水槍清洗后進行水下封底混凝土施工；封底混凝土達到設(shè)計強度后圍堰內(nèi)抽水；拆除底層內(nèi)支撐，割除鋼護筒，鑿樁頭，然后進行承臺施工。

2.2 鋼板樁圍堰施工

14# 鋼板樁設(shè)置雙層圍囹，底層圍囹采用雙拼H700×300 型鋼，內(nèi)撐采用Φ720×12mm 鋼管，頂層圍囹采用雙拼H700×300 型鋼，內(nèi)撐采用Φ720×12mm鋼管。鋼板樁運到工地后，應(yīng)進行檢查、分類、編號及登記，在指定位置擺放整齊；鋼板樁運到工地后，需進行整理。清除鎖口內(nèi)雜物(如電焊瘤渣、廢填充物等)，對缺陷部位加以整修；為確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行，使鋼板樁的寬度都在同一寬度規(guī)格內(nèi)，應(yīng)對鋼板樁的寬度全面檢查，對每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測量其寬度，使每片樁的寬度在同一尺寸內(nèi)，每片相鄰數(shù)差值以小于1cm 為宜；對肉眼看到的局部變形可進行加密測量；對于超出偏差的鋼板樁應(yīng)盡量不用。鋼板樁的其它檢查：對樁身殘缺、殘跡、不整潔、銹皮、卷曲等均進行全面檢查，并采取相應(yīng)措施，確保正常使用；鎖口潤滑及防滲措施：對檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔，并增加鋼板樁在使用時防滲性能。每片鋼板樁鎖口都須均勻涂抹黃油和鋸末混合物，起到潤滑和止水效果。

2.3 封底施工

14#墩鋼板樁圍堰封底前需進行清淤，14#墩鋼板樁圍堰封底用C20 混凝土，厚度2m，封底混凝土方量為466.4m3；在封底混凝土澆筑時，為方便施工和保證操作安全，利用貝雷梁在圍囹和鋼護筒上搭設(shè)封底操作平臺；在封底過程中，必須保證內(nèi)外水頭一致，可在鋼板樁上設(shè)置閥門作為連通管；水下混凝土澆筑施工采用分區(qū)分塊進行，每次澆筑完一個區(qū)，再將導管漏斗等轉(zhuǎn)移到下一個區(qū)進行澆筑，為此，在每一個區(qū)開始澆筑時，該區(qū)的所有導管必須布置到位；根據(jù)混凝土的技術(shù)性能要求，必須選用高質(zhì)量的原材料及外加劑，以達到優(yōu)良的混凝土配合比。為保證混凝土質(zhì)量，所有材料在進場前嚴格根據(jù)質(zhì)量方針和質(zhì)量目標的要求，首先從原材料的控制，保證所有同工程質(zhì)量有關(guān)的物資能滿足規(guī)定的要求，鋼筋、水泥等進場材料必須試驗合格，然后報監(jiān)理驗收，通過后方可使用，不合格的材料堅決不能進場和使用。

3 14#邊墩圍堰計算

3.1 主要工況

通過對14#邊墩鋼板樁圍堰施工順序分析后可知，其受力可劃分為以下幾個主要工況：

工況一：樁基施工時，靠近河道側(cè)鋼板樁下端埋入土中，上端由頂層內(nèi)支撐將圍堰連接成整體。此時，鋼板樁主要承受主動土壓力及施工荷載產(chǎn)生的附加豎向壓力，由于高水位情況下主動土壓力小于低水位，故此階段低水位控制。工況二：樁基施工完成后，移走鉆機，基坑內(nèi)、外同步開挖至露出原狀土層，隨后繼續(xù)吸泥開挖基坑內(nèi)土體至高程-6.1m（封底混凝土底位置）。其中，基坑開挖過程中無內(nèi)、外水頭差，下層內(nèi)支撐隨基坑開挖逐步下放直至高程-3.8m（封底混凝土頂以上0.5m位置）后停止下放。此時，鋼板樁主要承受主動土壓力。工況三：澆筑封底混凝土，基坑內(nèi)抽水，施工承臺。此時，鋼板樁主要承受水壓力和主動土壓力，圍堰內(nèi)、外水頭高差5.8m。

3.2 主、被動土壓力及初始土壓力計算

根據(jù)相關(guān)軟件的計算，主、被動土壓力及初始土壓力計算結(jié)果見表1，通過驗算14#邊墩圍堰計算符合要求。

表1 主、被動土壓力及初始土壓力計算結(jié)果

4 結(jié)論

對大橋14#墩承臺施工方案進行優(yōu)選及受力驗算，保證了本工程施工的進度和安全。在實際施工時，還應(yīng)采取措施加強深基坑的安全監(jiān)測，對基坑周圍的環(huán)境進行及時、有效的保護等工作。