楊波

中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司

1 工程概況

永定河特大橋工程，13#～16#墩為（67m+120m+67m）變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁，跨越永定河左堤岸，其中15#墩規(guī)劃在大堤內(nèi)側(cè)，樁徑180cm，樁頂、樁底標(biāo)高分別為25.62m、-48.38m，墩身高11.571m，采用到鋼板樁圍堰施工技術(shù)。主墩結(jié)構(gòu)組成中，兩幅樁基數(shù)量均為32根，樁徑180cm。

2 深水橋鋼板樁圍堰施工中的關(guān)鍵控制因素

2.1 鋼板樁施工前的質(zhì)量檢查

鋼板樁圍堰選用拉森Ⅳ型鋼板樁。正式插打前做好如下檢查工作，要求各方面均無誤：檢查鋼板樁鎖口的完整性，若存在破裂、扭曲變形的情況則及時(shí)剔除，并補(bǔ)充適量滿足質(zhì)量要求的材料；檢查鋼板樁的表面情況，若存在混凝土渣等雜物及時(shí)清理干凈，以免影響鋼板樁的正常使用；查驗(yàn)鋼板樁的規(guī)格以及數(shù)量是否準(zhǔn)確[1]。

2.2 鋼板樁插打位置的控制

施工現(xiàn)場(chǎng)的河床地質(zhì)條件較差，還存在水位較深等多項(xiàng)特殊的條件，若采取人工和儀器聯(lián)合校準(zhǔn)的方法難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制偏差，容易因滯后性過強(qiáng)而出現(xiàn)較為明顯的插打偏差現(xiàn)象。對(duì)此，配套穩(wěn)定的導(dǎo)架或根據(jù)實(shí)際情況采取限位措施，起到控制作用，提高防控的主動(dòng)性，以免其發(fā)生偏位。

2.3 插打順序及傾斜度的控制

樁基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工中，首先插打上水側(cè)中間鋼板樁，再?gòu)臇|、西兩個(gè)方向開始，同步向中間推進(jìn)打樁，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步在下水側(cè)轉(zhuǎn)角處合龍，按照該流程有序施工。插打時(shí)提供了外部作用力，可使鋼板樁在外力作用下到達(dá)指定深度，但在施打不當(dāng)時(shí)容易導(dǎo)致樁體出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象，加之本項(xiàng)目所用板樁的數(shù)量較多，若未及時(shí)控制將造成鋼板樁傾斜。對(duì)此，必須采取有效的檢測(cè)與控制措施，將其穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)[2]。

3 鋼板樁圍堰施工的準(zhǔn)備工作

3.1 鋼板樁選型及基礎(chǔ)工作

在綜合考慮結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件、施工工期等多重因素后，選用拉森Ⅳ型鋼板樁，長(zhǎng)度為15m。

基礎(chǔ)支護(hù)鋼板樁布置到位后，應(yīng)具有平直、整齊的特點(diǎn)，盡可能規(guī)避不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，使標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁正常使用，同時(shí)有利于支撐的設(shè)置?；A(chǔ)施工環(huán)節(jié)由專員有序做好挖土、吊運(yùn)、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等各項(xiàng)工作，在此過程中加強(qiáng)防護(hù)，不可發(fā)生碰撞，同時(shí)不允許隨意拆除支撐，否則易引發(fā)安全事故。

3.2 鋼板樁的質(zhì)量檢驗(yàn)

以現(xiàn)場(chǎng)施工要求為準(zhǔn)，將合適型號(hào)、合適數(shù)量的鋼板樁運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)并整理。詳細(xì)清理鎖口內(nèi)的雜物，若存在缺陷部位則加以修整，直至其完全滿足要求為止。

在檢查鎖口時(shí)注重如下幾點(diǎn)：取長(zhǎng)度為2m的同規(guī)格鋼板樁視為檢查的參考依據(jù)，用于準(zhǔn)確判斷鎖口的質(zhì)量情況。在檢查時(shí)配套卷揚(yáng)機(jī)，利用該設(shè)備拉動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車，從樁頭處開始檢查，直至到達(dá)樁尾為止。經(jīng)過檢查后，若發(fā)現(xiàn)鋼板樁存在鎖口扭曲等異?，F(xiàn)象及時(shí)校正，直至通過檢查為止。

鋼板樁的兩側(cè)鎖口保持平行，為滿足此要求，應(yīng)加大對(duì)寬度的檢查力度，具體有：根據(jù)鋼板樁的尺寸將其分為上、中、下三部分，分別利用鋼尺測(cè)量，確定各部分的寬度，每片樁的寬度均在同一尺寸內(nèi)，同時(shí)保證每片相鄰數(shù)值差在10mm以內(nèi)。此外，樁身殘缺、潔凈程度等均是重要的檢查對(duì)象，各方面必須滿足要求。

鎖口潤(rùn)滑及防滲也是提高鋼板樁施工質(zhì)量的途徑。經(jīng)前述的檢查后，若鋼板樁滿足質(zhì)量要求則在其鎖口處均勻刷涂黃油，起到潤(rùn)滑的作用，同時(shí)有利于提高鋼板樁的防滲性能。

3.3 鋼圍堰施打的具體作業(yè)要點(diǎn)

3.3.1 鋼板樁的定位

正式施打前將定位樁和定位橫梁設(shè)置到位，起到定位的作用，切實(shí)提高鋼板樁打設(shè)的精度。定位橫梁所處位置應(yīng)在承臺(tái)1.0m以外的區(qū)域，即鋼板樁圍堰的第一層圍囹，在該處的上層位置設(shè)置2×45a工字鋼，下層設(shè)雙拼50b工字鋼。待定位樁安裝到指定位置并得到固定處理后，再組織定位橫梁的安裝作業(yè)，其應(yīng)在定位鋼管的外側(cè)，經(jīng)焊接后與鋼管穩(wěn)定連接，分別在四角設(shè)置Φ529＠10mm加厚鋼管斜撐，焊接固結(jié)，待其保持穩(wěn)定后安裝縱向雙拼I45a工字鋼，并用焊接的方法在支承兩端頭處設(shè)鋼板，形成完整性較好的支承面。鋼管與橫梁連接時(shí)在該處設(shè)置適量地加勁塊。

3.3.2 鋼板樁的施打

以單獨(dú)打入法為宜，從一角開始逐塊有序施打到位。具體而言，吊升第一塊鋼板樁，精準(zhǔn)控制樁位，保證首塊鋼板樁有足夠的位置精度以及穩(wěn)定性，以便給后續(xù)鋼板樁的插打提供參照基準(zhǔn)，使各鋼板樁均精準(zhǔn)安裝到位。在插打過程中，每3m測(cè)量一次并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果校正。每完成一根鋼板樁的插打作業(yè)后及時(shí)將其與導(dǎo)向梁焊接于一體。此后，吊裝其他鋼板樁并將其設(shè)置到位，卡好企口，提供外部振動(dòng)力，將其打至土中的指定深度處，按照此方法重復(fù)操作，直至所有鋼板樁均能夠被打設(shè)到位為止。

鋼板樁施打時(shí)，為使其有效到達(dá)指定深度處，需提供外部作用力，而此時(shí)易由于控制不當(dāng)而導(dǎo)致鋼板樁插打存在偏差，加之鋼板樁制作誤差等因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)成型圍堰的實(shí)際長(zhǎng)度難以達(dá)到鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)寬度整數(shù)倍的情況，在此條件下明顯加大鋼板樁的合攏難度。對(duì)于此問題，可采用適量的異形鋼板，通過此類裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)有效的閉合，或適當(dāng)調(diào)整圍堰軸線，用標(biāo)準(zhǔn)樁實(shí)現(xiàn)閉合。對(duì)于鋼板樁長(zhǎng)度不足的情況，可根據(jù)要求采取焊接接長(zhǎng)措施。

3.3.3 施工流程

首先測(cè)量鋼板樁圍堰的軸線，有效控制結(jié)構(gòu)的豎直度，使其滿足要求；隨后啟用打樁機(jī)，利用該設(shè)備吊起鋼板樁，期間人工輔助作業(yè)，扶正鋼板樁；逐根有序打設(shè)到位，期間及時(shí)檢測(cè)并控制，例如各樁的傾斜度不可超過2%，若由于實(shí)際偏差明顯偏大而不具備調(diào)整的條件，則將其拔起并重新施打到位。

3.3.4 鋼板樁圍堰施打的注意事項(xiàng)

鋼板樁施打過程中應(yīng)加強(qiáng)控制，避免鋼板樁晃動(dòng)，否則會(huì)影響打樁的精度。鋼板樁起吊后由施工人員協(xié)助，將樁插入鎖口，且在此過程中應(yīng)做到謹(jǐn)慎操作，否則易損傷鎖口。隨鋼板樁插打作業(yè)的持續(xù)開展，待打設(shè)距設(shè)計(jì)標(biāo)高40cm時(shí)加大控制力度，保證插打的精度，避免過量插打。

遇軟泥質(zhì)地層時(shí)，鋼板樁在施打過程中易出現(xiàn)偏斜，此時(shí)將鋼板樁向上拔起1.0m～2.0m再錘擊樁體，按照此方法上下往復(fù)操作多次，最終完成鋼板樁的糾偏操作，使其能夠精準(zhǔn)就位。此外，軟泥質(zhì)基礎(chǔ)偏軟，在施工中易將鄰樁帶入，為解決此問題，將相鄰的幾根樁焊接于一體，且在正式施打前于鎖口處涂抹適量黃油或其他具有潤(rùn)滑作用的材料，以減小插打時(shí)的阻力。

鋼板樁需穩(wěn)定連接，具體示意圖如圖1所示。

圖1 鋼板樁連接平面示意圖

3.3.5 內(nèi)支撐的安裝

內(nèi)支撐的細(xì)分結(jié)構(gòu)包含圍囹、斜撐、托架、對(duì)撐等，各部分均要設(shè)置到位?；娱_挖時(shí)，根據(jù)實(shí)際進(jìn)度及時(shí)將內(nèi)支撐安裝到位。上層圍囹所用材料為雙拼45a工字鋼，下層則選用雙拼50b工字鋼，經(jīng)圍囹安裝后其與鋼板樁之間可能會(huì)產(chǎn)生間隙，此時(shí)利用合適尺寸的鋼板填塞密實(shí)。托架牛腿以[16a槽鋼為基礎(chǔ)材料，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙加工而得。橫撐上層、下層兩部分的材料均為Φ529＠10mm加厚鋼管。支撐與圍囹應(yīng)穩(wěn)定連接，對(duì)此，采用焊接的連接方法，其連接的可靠性較好。內(nèi)支撐的安裝應(yīng)具有及時(shí)性，即根據(jù)開挖進(jìn)程合理安裝，全程做到隨挖隨撐。

3.4 整平處理

鋼板樁插打到位后，現(xiàn)場(chǎng)水流易對(duì)其造成沖刷作用，在持續(xù)性影響下將逐步顯現(xiàn)出上下游高低不平的情況。對(duì)此，立足于河床面的實(shí)際情況做二次整平處理。在經(jīng)過整平操作后，若河床底面局部仍有低洼的情況，取合適尺寸的彩條布鋪設(shè)在封底地面處，并在該處撒適量的沙袋，通過重物的應(yīng)用穩(wěn)定壓住該彩條布，在此前提下進(jìn)一步整平，直至滿足封底的標(biāo)高要求為止。此外，為有效削弱水流的沖刷作用，經(jīng)過整平后在承臺(tái)外圍堆砌適量的沙袋（總高度至少達(dá)到1m）用于阻隔水流。

3.5 圍堰水下封底

橋梁墩位的覆蓋層為透水層，根據(jù)此特點(diǎn)，在封底時(shí)采用的是水下封底的方案，材料為C25混凝土，厚度1.5m。封底安排在樁基施工平臺(tái)拆除后，施工方法為垂直導(dǎo)管法，配套汽車泵聯(lián)合作業(yè)。從樁基護(hù)筒周邊開始，上下游側(cè)對(duì)稱封底，同步向中間區(qū)域推進(jìn)，最后在護(hù)筒中部合攏，由此結(jié)束整個(gè)封底作業(yè)。

水下封底的施工條件較為特殊，干擾因素多，因此在施工中加強(qiáng)測(cè)量與控制。除了導(dǎo)管周邊的混凝土面標(biāo)高外，充分考慮導(dǎo)管作業(yè)半徑邊緣的標(biāo)高，通過對(duì)多項(xiàng)參數(shù)的控制保證封底混凝土標(biāo)高的合理性。在封底時(shí)，若導(dǎo)管標(biāo)高超限則予以回調(diào)，但此時(shí)應(yīng)注重對(duì)導(dǎo)管提起高度的控制，不可因提起量過大而出現(xiàn)導(dǎo)管懸空的情況。在封底混凝土澆筑施工時(shí)控制頂面的平整度，并保證其不超過承臺(tái)底面的高度[3]。

在圍堰的四個(gè)角落分別設(shè)集水井，可采用Φ820mm鋼管制作成型，深度按0.4m控制；抽干水后做第二次封底施工，此時(shí)將其預(yù)埋在圍堰四角。結(jié)束封底作業(yè)后，鋼板樁的外側(cè)易在現(xiàn)場(chǎng)水流作用下而受到影響，從而出現(xiàn)鋼板樁埋深不達(dá)標(biāo)的情況。針對(duì)此問題，向圍堰內(nèi)拋投沙袋用于加強(qiáng)鋼板樁埋深，以免其在水流作用下而發(fā)生明顯的變化。

4 結(jié)束語

綜上所述，深水橋梁施工條件較為苛刻，復(fù)雜度較高，潛在諸多質(zhì)量隱患和安全隱患，因此合理應(yīng)用施工技術(shù)、加強(qiáng)質(zhì)量控制均顯得至關(guān)重要。在鋼板樁圍堰施工中，各部門工作人員應(yīng)高度重視，根據(jù)實(shí)際情況采取合適的施工技術(shù)，按照規(guī)范將各項(xiàng)工作落實(shí)到位，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)鋼板樁傾斜度、封底混凝土質(zhì)量等方面的控制，若存在問題則及時(shí)處理，從而全面提高鋼板樁圍堰的施工質(zhì)量，為橋梁其他工作的開展夯實(shí)基礎(chǔ)。