潘路星

（湖南省航務工程有限公司，湖南 長沙）

引言

圍堰工程中最常見的是鋼板樁，具有施工速度快、防水性能好和可重復利用等特點，能輕易的打入堅硬的土層中。鋼板樁圍堰作為封閉防水、擋土結構，適用于深水區(qū)各類土及淺水淤泥質土層基礎工程施工，可以根據(jù)結構截面需要，組成各種外形的圍堰組合，并可周轉使用多次，節(jié)約材料費，降低措施項目造價。我國地形多樣，山川河流及湖泊眾多，水域面廣，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大型深水橋梁的建設也越來越普遍。大型深水橋梁需要大量的鋼板樁圍堰工程，對鋼板樁圍堰的質量要求也越來越高。因此，必須不斷提升鋼板樁圍堰的施工技術，以確保橋梁基礎工程的質量及工程進度[1]。

1 工程概況

某高速公路項目某特大橋梁，其中主橋全長813.9 m，布置圖見圖1。該橋梁工程橋墩承臺位于岸邊，承臺尺寸為：25.6 m×8.6 m×3 m，基坑開挖深，內外水流滲透壓力大，工期緊。主塔承臺構造采用鋼板樁圍堰的基坑支護系統(tǒng)，主塔承臺平面圖見圖2。

圖1 大橋布置圖

圖2 主塔承臺構造平面圖

2 主橋承臺施工步驟

2.1 主橋承臺施工流程一

（1） 主橋承臺樁基全部施工完后拆除承臺范圍內鋼管樁平臺， 先清除承臺范圍鉆渣及開挖至河床面以下2 m 左右標高[2]。

（2） 在最外圍樁基鋼護筒上位置焊接承重梁牛腿（以第一層圍檁標高控制），在承重梁平臺上拼裝第一層圍檁做為導向梁，施打鋼板樁形成承臺圍堰。

（3） 安裝第一層圍檁內撐，將第一層圍檁限位固定，開始圍堰內基坑開挖。

2.2 主橋承臺施工流程二

（1） 第一層圍檁及內撐安裝好受力后，開始承臺基坑開挖，同時利用補水管往圍堰內倒灌水，保持圍堰內外水頭差平衡。

（2） 水下開挖至基底后整平，先澆筑承臺1.8 m厚水下封底砼。

2.3 主橋承臺施工流程三

（1） 封底砼施工完達到設計抗壓強度后，開始圍堰內抽水，抽水至第二層圍檁標高，便安裝第二層圍檁，再安裝內撐[3]。

（2） 繼續(xù)抽水，按上述方法安裝好第三層圍檁圈梁及內撐。

2.4 主橋承臺施工流程四

（1） 圍檁內撐全部安裝完，抽干積水，割除樁基鋼護筒，鑿去樁頭上的混凝土，然后在承臺施工區(qū)域上澆筑厚度為20 cm 的C20 混凝土作為墊層，并確保墊層平整，然后開始進行承臺的鋼筋混凝土施工。

（2） 綁扎承臺鋼筋，安裝3.0 m 高模板，一次性澆筑承臺砼。

（3） 拆除承臺模板，將第一二層圍檁中間兩道內撐調整避開墩身，然后拆除第三層圍檁內撐，進入墩身施工；（主橋承臺施工流程一至流程四見圖3）。

圖3 主橋承臺施工流程四

3 主橋承臺鋼板樁圍堰施工要點

3.1 主橋承臺鋼板樁圍堰結構形式

主橋承臺圍堰平面尺寸為27.6 m×11.6 m，采用拉森IV 型鋼板樁，基坑開挖深度為5 m，采用水下封底，設三道圍檁內撐。

3.2 樁板樁插打與合攏

（1） 導向框圈拼裝：在完成所有前期準備工作后，首先要進行導向框圈的拼裝。導向框圈的安裝位置必須嚴格按照施工圖的放樣進行。同時，在四個角落還要設置定位樁[4]。

（2） 鋼板樁插打：主橋承臺鋼板樁插打方法為：開始的一部分逐塊插打，后一部分則先插合攏后再打，插打次序為從上游開始，在下游合攏，每邊由一角插至另一角。

（3） 施工注意事項：主橋承臺由于橋位區(qū)船只流量大，施工過程中應加強警戒，與海事部門緊密溝通，避免因大型船只速度過快帶來浪損。

3.3 內撐系統(tǒng)施工

（1） 內撐系統(tǒng)是由型鋼制成的框架結構組合而成的。內撐桿采用單根最長10.4 m，最大間距為4.4 m；內支撐結構示意圖見圖4。

圖4 主橋承臺內支撐結構示意圖

（2） 鋼板樁插打時的導向框是第一道內撐圈梁，主橋承臺的第二和第三道圍檁內撐則隨著內排水位的下降，同時結合安裝進程進行安裝。

（3） 拆除樁基施工平臺工字鋼作業(yè)應在完成樁基施工檢測后進行，再進行內撐安裝。同時第一層內撐圈梁可做為鋼板樁安裝的導向梁。開挖承臺基坑時，主橋承臺為濕挖，澆筑水下封底砼后再抽水降低圍堰水位，結合外排后內部水位的下降，對每一層的圍檁牛腿支撐進行焊接。

（4） 安裝順序為：首先安裝圈梁，形成矩形框架，其次進行撐桿的安裝，最后進行斜撐的連接。

3.4 鋼板樁圍堰抽水堵漏

（1） 主橋承臺鋼板樁插打完成并做好加固措施， 等封底混凝土達到一定強度后即可向外排水，排水速度應該緩慢地進行，需要時刻留意圍堰的受力變化并針對性突發(fā)狀況采取相應的處理措施。

（2） 對于鋼板樁圍堰的漏水情況，需要隨時進行檢查。樁腳滲漏時采用在樁腳處填筑土袋的止水。

3.5 主橋承臺基坑開挖施工

（1） 主橋承臺承臺基坑開挖：河床下方的基坑開挖深度為5.0 m，總共需要挖掘的土方量約為2 000 方。

（2） 在樁基施工結束后，首先使用長臂挖掘機和抓土機（?？吭阢@孔施工鋼平臺上），將圍堰內堆積的鉆渣和泥砂挖掘到低于河床面標高大約在2.5 m 左右的位置后（具體深度根據(jù)工程實際進行挖掘），再進行承臺內的鉆孔鋼平臺的拆除作業(yè)，并且安裝鋼板樁圍堰。當鋼板樁插打完畢后，使用空氣吸泥機與長臂挖掘機配合進行開挖作業(yè)。挖掘機會將圍堰內的粉質黏土層攪動，并且利用氣動吸泥機吸取泥土，直到達到設計的基坑底部高度。在挖掘過程中，會在施工水位以下進行操作，為保持圍堰內外水壓平衡，在施工水位50 cm 處的鋼板樁上安裝一個Φ315鋼管進行補水。

（3） 在基坑底部，需要設置至少四條安全爬梯通向鋼平臺，確保通道暢通，并設置好安全圍護結構。

4 主橋承臺基坑開挖監(jiān)測

4.1 樁頂位移監(jiān)測

（1） 測點布置：一般沿鋼板樁圍堰的邊長等距離布置若干測點。主橋承臺鋼板樁圍堰長邊側等距度布置5 個測點，短邊測布置3 個，每個角點設置1 個測點，中間兩根直撐中部設置2 個測點，共14 個測點。測點布置在第一層支撐上，具體位置見圖5。

圖5 主橋承臺承臺鋼板樁圍堰監(jiān)測點布置示意圖

（2） 安裝方法：在鋼板樁頂和第一層內支撐上設置刻有十字絲的測點。

（3） 測試方法：采用全站儀進行監(jiān)測。

（4） 數(shù)據(jù)處理：每次測試應形成測試報表，例如以表1 為主橋承臺承臺開挖位移監(jiān)測指標值統(tǒng)計表。

表1 主橋承臺承臺開挖位移監(jiān)測指標值統(tǒng)計表

4.2 樁身變形監(jiān)測

（1） 在矩形鋼板樁圍堰的四邊中間位置，樁身的變形較為顯著，因此可以考慮將測點安排在圍堰四邊的中央，利用吊錘來檢測鋼板樁圍堰整體垂直度的情況。

（2） 將每次的測斜曲線匯總在一張圖表上，以便分析鋼板樁圍護結構在不同施工工況下的變形情況。

（3） 監(jiān)測控制預警值：監(jiān)測控制預警值采用設計值進行預警值。

5 主橋承臺封底砼施工要點

（1） 由于水下澆筑時，混凝土表面無法達到理想的平整程度，因此決定將混凝土頂面的高度控制在承臺底部標高以下約20 cm，直到混凝土達到足夠的強度后再抽干積水，割除樁基鋼護筒，鑿去樁頭上的混凝土，然后在承臺施工區(qū)域上澆筑厚度為20 cm 的混凝土作為墊層。

（2） 混凝土通過混凝土攪拌站集中攪拌制備，并由水泥運輸車（水上水泥運輸船）運輸?shù)焦さ?，并通過輸送泵和布料桿泵送到指定位置。

6 結論

本文以某高速公路特大橋橋墩承臺鋼板圍堰施工為案例，分析了鋼板樁圍堰在橋梁施工中的應用中的施工技術要點。具體包括鋼板樁圍堰結構形式選用、材料及設備進場要求、樁板樁插打及合攏注意事項、內撐系統(tǒng)施工要求、承臺封底砼施工方案。鋼板樁圍堰施工過程中要結合具體的實際，不斷進行創(chuàng)新。