鐘信榮

（贛州誠正公路工程監(jiān)理有限公司，江西 贛州 341000）

0 引言

橋梁工程的施工地質(zhì)條件比較惡劣，尤其橋臺位置所處地質(zhì)條件通常較差，在受到周邊環(huán)境的侵蝕和影響后，往往會給橋梁工程的穩(wěn)定性造成影響。加之橋梁承臺基礎(chǔ)以及周邊圍護結(jié)構(gòu)形式比較多，故而在橋梁墩柱基坑工程施工時需結(jié)合具體的情況選擇施工方法，以提升圍護結(jié)構(gòu)的性能。圍堰技術(shù)作為橋梁工程施工常見的技術(shù)類型，該技術(shù)在不同地質(zhì)條件下應(yīng)用效果顯著，具備較強的實用性與安全性，可提升橋梁墩深基礎(chǔ)工程施工效果[1]。

1 工程概況

某大型橋梁工程項目設(shè)計為預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，尺寸為（84+5×150+84）m，該橋梁的56#墩承臺設(shè)置在河道內(nèi)，整個河道的流域面積比較大，給橋梁施工造成一定影響。河道常年水深在2m 左右，夏季由于降雨、上游放水等因素的影響，使得水位有所上升，最高時水位在6.7m 左右，水流速度平均為2.21m/s。通過分析56#主墩承臺地勘資料發(fā)現(xiàn)：該承臺范圍從上到下的地層分布情況為素土層與粉砂巖層與凝灰?guī)r。 該工程承臺設(shè)計尺寸為20.1m×14.6m×5.5m，承臺底標高設(shè)計為53.556m，工況水位標高為61m?？紤]施工參數(shù)與環(huán)境給鉆孔樁造成的影響，該項目主墩主要采用筑島施工樁基作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而后進行下承臺墊層施工，進行基坑開挖（為8.744m），最后進行圍巖施工。

2 圍堰的方案設(shè)計

此次河流部位上的深度較小，只有在夏季降雨、上游放水等外部條件作用下會出現(xiàn)水位升高的情況，導(dǎo)致水位上漲變化劇烈，并且洪水漲退時間較短，如果在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)遇到洪水，則必須立即停止承臺結(jié)構(gòu)的施工。經(jīng)過現(xiàn)場施工情況分析，確定56#主墩承臺的地質(zhì)條件，了解工期、成本等要素，決定對于該承臺結(jié)構(gòu)選用拉森鋼板樁圍堰展開施工，而現(xiàn)場施工中鋼板樁插打作業(yè)的難度最大，也是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按照設(shè)計方案的要求，選擇應(yīng)用拉森IV 型鋼板樁，長度設(shè)計為15m，按照現(xiàn)場地質(zhì)條件確定錨固深度。圍堰結(jié)構(gòu)中要想提升穩(wěn)定性，就要使用圈梁、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)達到整體性要求，以確保結(jié)構(gòu)的性能符合要求。在圍堰中設(shè)置的內(nèi)支撐應(yīng)用螺旋鋼管，每一層都要采用斜撐、對角撐的結(jié)構(gòu)，每一層布置1 根對角支撐，圍堰四角設(shè)置2 根斜撐，再經(jīng)過焊接方式連接形成整體，保持整個圍堰的整體性要求，具體的施工平面圖可見圖1。

圖1 拉森鋼板樁圍堰平面圖

3 拉森鋼板樁圍堰的施工方法

該工程拉森鋼板樁圍堰技術(shù)工藝見圖2。

圖2 工藝流程

3.1 圍堰筑島

由于56#墩處于河道內(nèi)，區(qū)域在水深在2m 左右，所以在鋼板樁施工前應(yīng)進行筑島作業(yè)，使其能形成一個施工面，為鋼板樁插打作業(yè)提供工作平臺。在施工階段筑島施工時需要按照方案的要求進行，通常來說是承臺向外延伸6m 左右，通過后續(xù)的樁孔以及鋼板樁插打作業(yè)，將平臺頂部標高達到6.2m，超出最高水位1m 以上，同時應(yīng)用鋼筋石籠完成坡面防護處理，設(shè)定厚度為80cm?，F(xiàn)場筑島施工作業(yè)的主要材料是黏土，并且采用推土機、裝載機進行分層碾壓處理。在筑島現(xiàn)場施工中從岸邊逐步推行到河道中央，并且從上游到下游的順序作業(yè)[2]。

3.2 樁位引孔

56#墩承臺施工作業(yè)位置的地質(zhì)條件是粉砂巖，如果選用常規(guī)施工工藝，難以插打到規(guī)定深度上。在現(xiàn)場施工作業(yè)過程中采取旋挖鉆機的施工方式置換處理，完成插打施工，并應(yīng)用直徑1.2m 旋挖鉆隔樁跳打作業(yè)，孔距為0.8m，使鋼板樁順利插入土體內(nèi)，提高結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量。每個孔位鉆入規(guī)定深度后，應(yīng)用黏土回填到孔口，并開始進行表面置換處理，間隔一個樁位打孔作業(yè)，反復(fù)循環(huán)直到全部完成各個孔位施工[3]。

3.3 鋼板樁插打

此次工程中選用的是拉森IV 型鋼板樁，由專業(yè)廠家生產(chǎn)加工制造，在開始插打前進行現(xiàn)場的放樣操作，并在圍堰上設(shè)置4 個角點，應(yīng)用石灰進行標記，周邊定位達到精度的要求。施工開始前先要將定位樁打入，通過使用圍堰的圈梁作為插打鋼板樁施工的導(dǎo)向系統(tǒng)，為插打精度的提高奠定基礎(chǔ)。該項目應(yīng)用ZX470 型液壓打拔樁機完成插打作業(yè)，現(xiàn)場技術(shù)人員做好垂直度檢測和控制，并應(yīng)用兩臺全站儀沿著樁位進行控制，確保施工精度符合要求。因圍堰的角點位置比較特殊，所以選擇使用異形鋼板樁，形式和尺寸契合施工需要，為鋼板樁的施工順利進行提供幫助。

3.4 圍堰土石方開挖

鋼板樁逐一插打施工完成后，進行合龍作業(yè)，檢查達到要求即可開始基坑開挖施工。現(xiàn)場開挖作業(yè)按照分層、分段、對稱的方式進行，必須先支撐后開挖。開挖作業(yè)過程中在基坑內(nèi)部設(shè)置圈梁與內(nèi)支撐，預(yù)防邊部發(fā)生變形問題，提高基坑施工的安全性?，F(xiàn)場開挖作業(yè)應(yīng)用1 臺長臂挖機和1 臺普通挖機聯(lián)合進行，普通挖機停放在基坑內(nèi)，長臂挖機安裝到原地面展開挖掘作業(yè)。為了可以全面提高施工的速度，筑島環(huán)節(jié)的素填土與河床下部細圓礫土應(yīng)用普通挖機作業(yè)。在開挖施工中遇到下部硬度較大的砂巖層無法開挖時可通過應(yīng)用爆破的方式清除后，再進行開挖施工。開挖階段隨時監(jiān)測現(xiàn)場的變形情況，通常技術(shù)人員需要在鋼板樁頂部與圈梁彎矩最大部位設(shè)置觀測點，每一側(cè)設(shè)置3 個觀測點即可。開挖時每日進行監(jiān)測，直到開挖工作結(jié)束后，連續(xù)3d 觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定即可停止監(jiān)測[4]。

3.5 圈梁、內(nèi)支撐安裝

根據(jù)工藝方案的要求，現(xiàn)場開挖施工到圈梁與內(nèi)支撐下部50cm 位置，需要及時開始安裝作業(yè)。圈梁以及內(nèi)支撐在施工中使用50t 履帶吊完成吊裝作業(yè)。按照設(shè)計方案的要求提前在工廠內(nèi)預(yù)制完成，并且使用平車運輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場，再應(yīng)用吊車吊裝到施工位置。按照此次施工中的要求，圍堰長邊22.1m，根據(jù)長度方面的現(xiàn)狀，接頭通常要布置在跨中部位上，并使用鋼板提高結(jié)構(gòu)的整體性能。因為在現(xiàn)場插打施工中容易產(chǎn)生較大的誤差，所以在施工后極易導(dǎo)致圈梁和有些鋼板樁無法貼合，此時要在中間間隙部位填充鋼板，保持緊密貼合后焊接，整個結(jié)構(gòu)受力均勻，承載性能合格。為了預(yù)防在圍堰工作實施中存在內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)脫落的情況，鋼管內(nèi)支撐與鋼板樁之間應(yīng)用16mm 直徑的鋼絲繩拉結(jié)固定[5]。將內(nèi)支撐安裝到規(guī)定部位，與圈梁焊接連接，形成整體的結(jié)構(gòu)，具體的連接示意圖可見圖3。

圖3 圈梁內(nèi)支撐與牛腿連接大樣圖

3.6 鋼板樁圍堰的拆除

拆除施工與安裝工序是完全相反的，在拆除環(huán)節(jié)，先進行圈梁、內(nèi)支撐拆除，然后50t 履帶吊配合鋼板樁拆除施工。按照此次工程施工的受力條件體系分析，考慮到現(xiàn)場施工中采用大體積混凝土施工方式，所以承臺結(jié)構(gòu)分為兩次完成澆筑施工，這就需要拆除分兩次完成。

在拆除環(huán)節(jié)，要求施工人員按照由上到下的拆除方式進行，基于首塊鋼板樁拆卸以后將其緩慢吊起，提升到岸邊堆放。需要注意的是在拆除環(huán)節(jié)，一定要做好拆卸步驟的控制，避免違規(guī)操作出現(xiàn)意外問題，拆除階段不能觸碰到混凝土結(jié)構(gòu)，避免引起混凝土脫落或其他裂縫問題。

4 質(zhì)量控制要點

4.1 工藝流程控制

4.1.1 嚴格控制鋼板樁的打入深度，通常將其打入全風(fēng)化層或者強風(fēng)化層內(nèi)，從而提高鋼板樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能避免出現(xiàn)滲漏的問題，促進結(jié)構(gòu)施工強度性能的提升，預(yù)防出現(xiàn)土層滲透損壞的問題，保障現(xiàn)場施工的安全性。

4.1.2 對鋼板樁進行合龍施工完成后，打入豎撐的環(huán)節(jié)必須加強管控，確保位置精度、垂直度符合要求，從而滿足現(xiàn)場施工的需要，避免影響工程的質(zhì)量。

4.1.3 頂層內(nèi)支撐在施工后，及時進行堵漏處理，以免滲漏影響結(jié)構(gòu)性能。內(nèi)部填充形成整體結(jié)構(gòu)，預(yù)防發(fā)生沖刷的問題。

4.2 施工監(jiān)控

加強現(xiàn)場施工監(jiān)控管理，準確掌握圍堰支護結(jié)構(gòu)形式，確保其處于安全性的狀態(tài)。通過監(jiān)控掌握現(xiàn)場的施工情況，了解是否有因素造成結(jié)構(gòu)強度和性能不合格，如果嚴重威脅項目施工效果以及穩(wěn)定，就要做出調(diào)整，保證不會發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞等嚴重的事故。

5 安全措施

第一，插打鋼板樁工作開始之前，對現(xiàn)場施工需要的各項設(shè)備進行全面檢查。插打作業(yè)環(huán)節(jié)要隨時檢測鋼板樁的連接情況，如果存在異常的問題要立即停止施工，合格后再次進行施工。同時，對現(xiàn)場吊裝設(shè)備隨時監(jiān)控管理。

第二，在現(xiàn)場施工中鋼板樁合龍工作結(jié)束后及時進行抽水作業(yè)，該環(huán)節(jié)由專人進行現(xiàn)場監(jiān)控管理，尤其是鋼板樁變形、位移、滲漏方面，做好現(xiàn)場記錄工作。如果存在變形、位移等問題，影響工程安全的事故發(fā)生，則立即停止抽水作業(yè)，并進行鋼板樁的加固處理，消除變形、位移等問題后再繼續(xù)。

第三，質(zhì)檢人員開展結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、焊接部位的全面檢查，并且設(shè)置監(jiān)測點了解現(xiàn)場情況，做好各項數(shù)據(jù)記錄工作，如果發(fā)現(xiàn)有任何異常情況，及時組織人員解決和處理，以規(guī)避施工的質(zhì)量問題，保護現(xiàn)場施工安全。

第四，加強安全方面的監(jiān)控管理，如果發(fā)現(xiàn)有變形的問題，則立即開展水下加固處理，并開始水下焊接施工。如因為潮汐因素導(dǎo)致的地基沉降問題，要及時采取應(yīng)急處理措施，加強基底的清理施工，觀測鋼板樁的變化情況，處理異常問題，保護鋼板樁的施工效果。

6 結(jié)語

在橋梁工程的施工中，橋墩承臺深基坑圍堰施工有著較高的危險性，影響的因素比較多，直接關(guān)系到項目施工效果和質(zhì)量，所以要加強現(xiàn)場管理和控制，采取有力的應(yīng)對措施，從而確保承臺深基坑施工的安全性，獲得較高的經(jīng)濟效益與社會效益，為同類型工程施工提供參考意見。