劉新明

（江西投資集團資溪高速公路投資開發(fā)有限公司，江西撫州 335300）

0 引言

公路工程是社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對社會發(fā)展和民眾生活質(zhì)量的提升具有重要影響。然而，在公路工程項目建設(shè)過程中需要克服一些特殊難題，如穿越河流和跨越既有線路等，這種情況下需要進行橋梁工程建設(shè)。公路橋梁建設(shè)具有較高的施工難度和較長的建設(shè)周期，尤其是對跨越河流的橋梁項目來說，需要在河流內(nèi)進行大量的承臺基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，因此施工危險性也較高。在當(dāng)前的橋梁工程建設(shè)中，鋼板樁圍堰施工技術(shù)能夠確保橋梁工程的穩(wěn)定性和安全性。因此，應(yīng)加強對該技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，以提升橋梁建設(shè)的整體水平。

1 鋼板樁圍堰內(nèi)容

1.1 確定鋼板樁結(jié)構(gòu)形式

在橋梁鋼板樁圍堰施工中，確定鋼板樁的結(jié)構(gòu)形式是關(guān)鍵一步。需綜合考慮水域特性、土質(zhì)情況、水深變化和施工條件等因素，確定鋼板樁的結(jié)構(gòu)形式。例如，淺水區(qū)可選用較短的U 型或Z 型鋼板樁，深水區(qū)應(yīng)選用更高強度和更長的結(jié)構(gòu)形式，以應(yīng)對水流壓力和土壤承載力的挑戰(zhàn)。同時，也需要綜合考慮鋼板樁之間的距離、連接方式，以保證圍堰的穩(wěn)固性和施工效率。

1.2 加強鋼板樁傾斜角度控制

在鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)施工過程中，樁體之間通過鎖口相互連接，因此下根樁的平面位置和垂直度會受到上根樁的影響。為確保結(jié)構(gòu)性能符合要求，需要對首根鋼板樁進行精確控制，以滿足各項精度要求。

通常情況下，首根定位樁施工需要確保定位精度達到標準要求，縱橫兩條軸線的精度也需要符合標準。為了將定位樁在垂直方向上的偏差控制在合理范圍內(nèi)，可以設(shè)置導(dǎo)向架，并焊接20mm 厚的鋼板進行軸線限位控制。

鋼板樁插打施工會受到多種因素的影響，為將誤差控制在合理范圍內(nèi)，需要綜合考慮現(xiàn)場具體情況，加強對圍堰結(jié)構(gòu)傾斜度的控制，以提高施工安全性，并確保鋼板樁結(jié)構(gòu)的性能符合要求。

1.3 明確鋼板樁插打位置

鋼板樁圍堰對鋼板樁插打工序的要求并不高。然而，從實際應(yīng)用效果來看，因受地質(zhì)條件、自然環(huán)境、水位深度等因素的影響，僅依靠人工操作難以全面滿足施工要求，鋼板樁插打的精度控制難度較大。因此，在施工過程中，需要采取一些措施。第一，選擇合適的位置安裝導(dǎo)向架，以確保插打的位置準確。第二，施工過程中加強對位置精度的控制，防止插打過程中出現(xiàn)偏差等問題[1]。

2 工程背景

2.1 工程概況

某特大型橋梁工程項目建設(shè)地區(qū)的地勢比較平坦，水系發(fā)達，是我國長江流域的支流。在該橋梁項目的建設(shè)過程中，施工單位選用了鋼板樁圍堰施工方式，以消除河流流動的影響，保證現(xiàn)場施工順利進行。經(jīng)過對現(xiàn)場的分析發(fā)現(xiàn)，水位和流量波動變化比較明顯，受降雨影響較大，且現(xiàn)場地下水含量豐富，會對項目施工造成很大影響。

2.2 主要施工內(nèi)容

施工內(nèi)容較多，如選擇施工材料與機械設(shè)備、確定鋼板樁插打施工工序、落實現(xiàn)場監(jiān)督管控措施，進行鋼板樁圍堰拆除等，每項工作對最終的施工效果都會產(chǎn)生影響。

2.3 工程難點

其一，施工所在區(qū)域的河床地質(zhì)條件比較復(fù)雜，各個地區(qū)的標高波動變化較大，鋼板樁插入的垂直度控制難度較高。其二，該橋梁項目設(shè)計鋼板樁長度為24m，連接位置的焊接強度及順直度是項目控制重點，也是施工難點。其三，由于該項目處于入海口位置，每日的漲潮和落潮差度會達到4m，所以圍堰結(jié)構(gòu)會受到海浪沖擊的影響，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)面臨著較大的風(fēng)險，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞等安全事故[2]。

3 施工方法

3.1 鋼板樁焊接

該橋梁項目的鋼板樁長度為24m，由單根鋼板樁長度為6m、18m 的材料焊接形成。在焊接過程中，采用雙面坡口形式，并采取多層二氧化碳保護焊的方式進行，焊縫略微超出板面，進行焊縫打磨處理，并在兩側(cè)焊接加強鋼板，以確保結(jié)構(gòu)的強度符合標準。

3.2 鋼板樁插打施工

首先，在進行鋼板樁施工前，需要進行測量定位，并進行控制點標注。經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核檢測合格方可進行鋼板樁插打作業(yè)。

其次，在確定定位樁的基礎(chǔ)上，安裝定位橫梁。由于該工程項目在鋼板樁圍堰施工前已完成鉆孔樁施工，因此需要保留鉆孔樁頂部的鋼護筒，并使用鋼護筒焊接牛腿進行定位。在鋼護筒上焊接工字鋼，并在牛腿上安裝兩道圍檁作為定位支撐，并在上部焊接工字鋼作為導(dǎo)向裝置。

最后，鋼板樁的插打和合龍是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第一根鋼板樁的精度必須達到要求?？墒褂霉ぷ咒撨M行內(nèi)外圍檁焊接，形成井字定位架，確保定位的準確性和精度合格。在下游合龍鋼板樁時，需要精確計算合攏段的位置，并使用異型鋼板樁進行現(xiàn)場控制，然后進行焊接作業(yè)，以滿足整體結(jié)構(gòu)的強度要求，確保密封性符合標準。

3.3 水下吸泥施工

在水下吸泥施工環(huán)節(jié)，需使用高壓氣泵吸泥機，該設(shè)備由直徑273mm 的鋼管組成，頂部安裝有3cm 的送氣管，能夠形成一個循環(huán)系統(tǒng)。施工過程中，將整個設(shè)備完全伸入水中，通過高壓泵將氣體輸送到送氣管中，在坑底進行持續(xù)的攪拌處理，隨著氣流的逐漸排放，在鋼管內(nèi)部會形成負壓狀態(tài)，進而將泥水從底部排出。

3.4 封底混凝土施工

封底過程中應(yīng)該先從一側(cè)圍堰開始，使用導(dǎo)管法進行施工，應(yīng)確保每一根導(dǎo)管的設(shè)置作業(yè)半徑都在5m 以內(nèi)。

第一，放線。根據(jù)要求確定底部標高。

第二，基坑清底。鋼板樁圍堰制作結(jié)束后，開始清底作業(yè)。潛水員進入內(nèi)部，檢查樁的周邊，并進行底部處理，確保達到設(shè)計標高。

第三，施工布置。首先，設(shè)置符合要求的封底平臺，采用鋼護筒、頂層支撐等結(jié)構(gòu)，通過澆筑混凝土方式形成整體結(jié)構(gòu)；其次，按照要求進行導(dǎo)管安裝施工，并應(yīng)用50t 汽車吊開展吊裝；最后，因現(xiàn)場水位變動較大，容易發(fā)生圍堰內(nèi)外壓差變化過大的情況，封底作業(yè)時間較長，極易出現(xiàn)封底不合格情況，故封底環(huán)節(jié)應(yīng)采取澆筑混凝土方式，并做好現(xiàn)場施工控制工作，以滿足水位平衡的要求[3]。

注意事項：第一，合理布置導(dǎo)管部件；第二，加強配合比參數(shù)控制，確?；旌狭蠌姸确弦?，達到流動性要求，坍落度為20～22cm，進而保證現(xiàn)場施工順利進行。

3.5 內(nèi)支撐的安裝與拆除

內(nèi)支撐安裝：進行抽水作業(yè)時需要將水位降低到每根內(nèi)支撐下部的80cm 位置，并使用浮箱將工作人員運送到內(nèi)支撐位置。然后，在每道支撐上焊接工字鋼牛腿，確保每個支撐都有一個牛腿，使其頂面處于同一水平面。使用履帶吊和人工協(xié)作的方式將內(nèi)支撐的各個桿件安裝到牛腿頂面，并進行焊接，形成整體結(jié)構(gòu)。每一道內(nèi)支撐焊接結(jié)束之后繼續(xù)抽水，進行下一道支撐的焊接作業(yè)。

支撐拆除：在承臺和墩身結(jié)構(gòu)施工中，各個承臺、墩身周圍使用粗砂進行回填處理，并在一道支撐下部50cm 左右的位置進行C20 混凝土澆筑施工，在結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計要求的80%以上時，即可進行底部內(nèi)支撐拆除，并完成圍堰結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換[4]。

在承臺、墩身結(jié)構(gòu)部分達到最高水位以上100cm時，應(yīng)及時進行鋼板樁拔除處理。拔除環(huán)節(jié)，從下游開始逐步延伸到上游，且拔樁起點應(yīng)距離角樁5 根以上。

3.6 建立變形監(jiān)測基準點

3.6.1 基準點布設(shè)原則

基準觀測點的設(shè)置非常重要，尤其需要加強沉降參數(shù)監(jiān)測。通常需要設(shè)置合理數(shù)量的觀測點，并確保監(jiān)測的便利性。基準點的設(shè)置不應(yīng)位于規(guī)劃道路和地下管線中，距離待測構(gòu)筑物約150m 左右，點位間隔在200～300m 之間，至少應(yīng)設(shè)置3 個基準點，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定具體位置。

該工程項目確定基準點后，應(yīng)使用十字交叉標志進行標記，并使混凝土路面露出約1～2mm，以確?；鶞庶c監(jiān)測順利進行?；鶞庶c埋設(shè)工作結(jié)束，達到穩(wěn)定要求后，按照國家城市水準點的標準設(shè)置一等閉合水準路線，用于監(jiān)測高程參數(shù)，為垂直位移觀測提供基礎(chǔ)。同時，根據(jù)水平位移監(jiān)測需求，設(shè)置基準網(wǎng)并測量一等導(dǎo)線，以獲得基準點的坐標參數(shù)，組合形成水平位移觀測基準點，定期對基準點進行復(fù)測，以獲得準確的數(shù)據(jù)信息。

3.6.2 基準點埋設(shè)過程

根據(jù)國家監(jiān)測控制網(wǎng)要求進行基準點埋設(shè)，采用鉆孔方式施工，具體步驟如下：

第一，使用電動鉆具進行鉆孔，鉆孔直徑為65mm，深度為122mm。

第二，清理鉆孔內(nèi)的殘渣，確保孔內(nèi)干凈，并注入清水。

第三，加入適量的錨固劑，并進行攪拌處理。

第四，安裝觀測標志。

第五，使用錨固劑填充標志與鉆孔之間的間隙。

第六，至少養(yǎng)護15 天。

3.6.3 基準點使用及保護

基準點埋設(shè)完成且養(yǎng)護工作結(jié)束之后，進行3 次復(fù)測，確保基準點達到穩(wěn)定狀態(tài)才能投入使用?；鶞庶c監(jiān)測非常重要，需要確保各項沉降數(shù)據(jù)監(jiān)測達到連續(xù)、正確的效果，以保證變形監(jiān)測精度。

3.7 變形監(jiān)測點設(shè)置

3.7.1 設(shè)置監(jiān)測點

在監(jiān)測點的設(shè)置中，需將之布置在穩(wěn)定、易保存的區(qū)域，同時設(shè)置高程基準點，選擇合適的布點機械，加強對監(jiān)測點的安全防護，并根據(jù)具體情況確定監(jiān)測點的設(shè)置數(shù)量。

3.7.2 工作基點及監(jiān)測點埋設(shè)

工作基點選擇確定后，其埋設(shè)方法和監(jiān)測點相同。按照目前的技術(shù)標準，上游短邊以及大小里程長邊設(shè)置的工作基點密度應(yīng)高一些，下游短邊密度低一些，從而滿足現(xiàn)場觀測要求。同時，需在監(jiān)測點中安裝全站儀，以準確掌握鋼板樁圍堰的頂部變化情況和工作狀況，進而分析現(xiàn)場運行條件，保證現(xiàn)場施工達到標準的要求。

3.8 變形監(jiān)測流程

變形監(jiān)測需要應(yīng)用精密度較高的全站儀等設(shè)備，同時要聯(lián)合使用鋼卷尺等進行復(fù)核測量，以達到觀測精度標準。在變形監(jiān)測環(huán)節(jié)，需要組建監(jiān)測工作團隊，準備好相關(guān)設(shè)備，加強變形監(jiān)測時間控制，繪制好相應(yīng)的圖形，并做好對各項測量數(shù)據(jù)的記錄。

3.8.1 采集變形監(jiān)測各項數(shù)據(jù)

在項目變形監(jiān)測過程中，必須根據(jù)實際情況確定適宜的變形監(jiān)測點位，并使用先進的測量設(shè)備，以準確收集各項變形數(shù)據(jù)，從而為鋼板樁圍堰的質(zhì)量判斷提供基礎(chǔ)。在監(jiān)測過程中，需要確保收集到的數(shù)據(jù)能夠真實反映實際的變形位移量，并滿足數(shù)據(jù)精度要求，以符合質(zhì)量監(jiān)控標準。

在現(xiàn)場安裝全站儀設(shè)備時，需要測量儀器的標高3 次并計算平均參數(shù)值，然后將此平均值減去1mm 以確定儀器高度。在觀測過程中，使用全站儀的反射片觀測模式進行測量，并在現(xiàn)場記錄每個監(jiān)測點位的三維坐標參數(shù)，將這些三維坐標數(shù)據(jù)填寫在對應(yīng)的編號監(jiān)測點位上。

為了保證數(shù)據(jù)的準確性和一致性，在每個監(jiān)測階段都要固定監(jiān)測人員、儀器和方法，以確保每次觀測條件的一致性，以避免因不利影響因素，導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，從而提高監(jiān)測精度，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性、真實性，提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值[5]。

同時，需要根據(jù)現(xiàn)場施工需求確定恰當(dāng)?shù)淖冃伪O(jiān)測頻率。例如，在基坑開挖過程中，每天進行1 次監(jiān)測；在支護階段，每2 天進行1 次監(jiān)測，并連續(xù)觀測30天；之后調(diào)整為每3 天進行1 次觀測。如果遇到以下情況，應(yīng)將監(jiān)測頻率整為一天觀測3 次：數(shù)據(jù)超過預(yù)警值、數(shù)據(jù)變化量過大或速度過快、上游水電站放水、洪水期或洪水后、鋼板樁或內(nèi)支撐出現(xiàn)變形等。

3.8.2 變形監(jiān)測內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

在采集外業(yè)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的過程中，應(yīng)將各項數(shù)據(jù)填寫到水平位移監(jiān)測表和垂直位移監(jiān)測表中，并計算每日的變形監(jiān)測速率和累計變化值。每次監(jiān)測結(jié)束后都應(yīng)及時處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)超出標準，應(yīng)立即組織人員進行現(xiàn)場檢查，并將監(jiān)測結(jié)果匯報給相關(guān)單位。

4 結(jié)語

隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，橋梁項目的建設(shè)水平不斷提升。在一些大型跨江、跨海等橋梁工程項目中，現(xiàn)場施工面臨較大的挑戰(zhàn)，而鋼板樁圍堰技術(shù)能夠確保橋梁工程的穩(wěn)定性和安全性。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，必須強化施工材料的選擇，合理制訂和實施現(xiàn)場施工方案，并加強對每個細節(jié)的控制，以保證確保橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性，為公路橋梁的順利運行打下堅實基礎(chǔ)。