高承元

(徐州市公路工程總公司，江蘇 徐州 221000)

1 施工技術(shù)的應(yīng)用價值

1.1 鋼板樁圍堰施工速度快

在實(shí)際施工過程中，相關(guān)施工人員可以結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)方案，例如在打樁時應(yīng)用振動打樁法，通過這樣的方式就可以快速將鋼板樁打入，一般情況下3～5 min就能夠打入一根鋼板樁，樁頂標(biāo)高為51.7 m、墩臺標(biāo)高為41.42 m的鋼板樁圍堰施工一般5 d即可完成，拔鋼板樁通常需要六天。在應(yīng)用鋼板樁圍堰技術(shù)后，對于現(xiàn)場存在浮沉或是浮箱需要至少15～20 d才能完成的鋼套箱圍堰，利用了鋼板樁圍堰施工技術(shù)能夠進(jìn)一步提升施工效率，以達(dá)到節(jié)省施工時間與成本的目的[1]。

1.2 安全性較高

通過對鋼板樁進(jìn)行總結(jié)分析可以得出，其安全性相較于其他施工技術(shù)有所提升，因?yàn)檫@一技術(shù)在我國廣泛應(yīng)用前，就已經(jīng)成為了國外應(yīng)用多年的成熟產(chǎn)品，并且鋼板樁的截面強(qiáng)度和剛度較高，其整體強(qiáng)度還可以利用內(nèi)支撐來加強(qiáng)。傳統(tǒng)的鋼套箱圍堰在應(yīng)用前需要進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，其中包含大量繁瑣的施工流程，并且計(jì)算方式相對復(fù)雜，一旦施工出現(xiàn)了變化就需要重新設(shè)計(jì)。然而鋼板樁圍堰省去了這些繁瑣的環(huán)節(jié)，同時設(shè)計(jì)要求也能夠滿足施工需求，進(jìn)而有效提高技術(shù)應(yīng)用的安全性與可靠性。

2 鋼板樁圍堰施工技術(shù)

為了將鋼板樁施工技術(shù)的應(yīng)用合理性展現(xiàn)出來，本文對江蘇省邳州市張樓特大橋工程鋼板樁圍堰施工技術(shù)應(yīng)用流程進(jìn)行總結(jié)分析。

2.1 鋼板樁插打

在這一施工環(huán)節(jié)中，施工人員應(yīng)用鋼護(hù)筒焊接支撐牛腿，在進(jìn)行第一道安裝時應(yīng)用圍檁當(dāng)作鋼板樁插打?qū)蜻M(jìn)行施工，施工設(shè)備應(yīng)用80 t履帶吊以及DZ90振動錘。在插打鋼板樁前需要進(jìn)行合理的準(zhǔn)備工作，相關(guān)施工人員在準(zhǔn)備時會利用紅油漆在導(dǎo)向架上對樁間距進(jìn)行劃分，其目的是更好地對鋼板樁插打尺寸進(jìn)行復(fù)核。隨后施工人員需要將鋼板樁的定位與插打順序進(jìn)行明確，在實(shí)際施工過程中，施工人員將對鋼板樁圍堰第一道支撐當(dāng)作鋼板樁的定位系統(tǒng)，這樣在后續(xù)進(jìn)行鋼板樁插打時就能夠保證其垂直度。隨后施工人員還會應(yīng)用履帶吊將振動錘吊起以夾緊鋼板樁，再利用其自重沿鎖扣進(jìn)行下插，同時還需要對鋼板樁的垂直度與平面位置進(jìn)行測量，當(dāng)鋼板樁狀態(tài)滿足實(shí)際施工需求后，就可以利用振動錘開展插打工作，鋼板樁插打工作結(jié)束后就可以利用焊接的方式將其固定形成整體，以免在后續(xù)工作中出現(xiàn)鋼板樁傾斜或下沉的問題。為了進(jìn)一步提高施工效率，在剩余插打片數(shù)為10片左右時，就可以應(yīng)用先插后打的施工方式來提高施工效率與質(zhì)量[2]。

2.2 圍堰內(nèi)吸泥

在圍堰合龍后就需要結(jié)合實(shí)際情況對水下圍堰合龍情況進(jìn)行檢查，在檢查工作完成且檢查結(jié)果無誤后，就可以結(jié)合實(shí)際情況對吸泥高度進(jìn)行計(jì)算，吸泥工作一般會應(yīng)用履帶吊將旋轉(zhuǎn)式吸泥泵吊起的方式進(jìn)行作業(yè)。在工作開始前會在吸泥管上進(jìn)行標(biāo)記，當(dāng)達(dá)到標(biāo)記位置后就需要停止吸泥，以免出現(xiàn)超吸的情況，若是遇到吸泥泵無法觸及的位置，就需要潛水工通過水下小型高壓水泵開展工作。

2.3 封底混凝土施工

進(jìn)行這一工作前需要對實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)分析，隨后對封底進(jìn)行計(jì)算與復(fù)核，通過這樣的方式來確定封底混凝土厚度，當(dāng)厚度確定后就需要搭設(shè)相應(yīng)的澆筑平臺，在澆筑前需要對基底平整度進(jìn)行最終復(fù)測，當(dāng)復(fù)測結(jié)果滿足施工要求后，就可以安裝相應(yīng)的導(dǎo)管與集料斗并布置澆筑點(diǎn)。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，若要進(jìn)一步提高施工效率與安全性，還可以在封底混凝土中添加速凝劑與鋼纖維，以保證有效提高封底混凝土強(qiáng)度。

2.4 抽水、第二道圍檁及支撐施工

前期施工結(jié)束后就需要結(jié)合實(shí)際情況來檢查封底混凝土強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到基本要求后，就可以開展抽水工作，當(dāng)抽水達(dá)到第二道圍檁下50 cm左右即可停止。在抽水工作停止后就需要進(jìn)行第二道圍檁以及內(nèi)支撐施工，隨后還需要進(jìn)行抽水，抽水需要抽到封底部位，同時利用圍堰來外封堵水。最后就是對基底進(jìn)行處理，并進(jìn)行墩臺與墩柱施工[3]。

3 鋼板樁施工中的問題及處理方案

3.1 打樁受阻

這一問題出現(xiàn)的主要原因就是因?yàn)樵诠こ探ㄔO(shè)過程中遇到砂層或砂礫層，并且將樁停在砂層中，導(dǎo)致鋼板樁連接鎖扣銹蝕或變形，進(jìn)而引發(fā)打樁受阻。為解決這一問題，需做以下工作：首先，對施工環(huán)境進(jìn)行勘查，以制定相應(yīng)的打樁深度；其次，在打樁前對鋼板樁進(jìn)行檢查，若是發(fā)現(xiàn)連接鎖扣處存在嚴(yán)重的銹蝕情況就不能應(yīng)用在工程建設(shè)中；最后，應(yīng)用合理的方式進(jìn)行輔助沉樁，以提高鋼板樁的穩(wěn)定性。

3.2 偏 斜

因?yàn)樗碌刭|(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，所以在打樁過程中就會出現(xiàn)被大石塊或是雜物擠壓的問題，這就會產(chǎn)生偏斜問題，所以為了進(jìn)一步提高工程建設(shè)合理性，就需要結(jié)合實(shí)際情況對這一問題進(jìn)行優(yōu)化。若是發(fā)現(xiàn)樁體出現(xiàn)偏斜，就需要將其向上提高1～2 m再向下錘進(jìn)，如果還是存在偏斜，就需要重復(fù)進(jìn)行提升和下錘，以通過這樣的方式將石塊震碎，進(jìn)而矯正鋼板樁。

3.3 鋼板樁無法有效合龍

在工程建設(shè)中經(jīng)常會出現(xiàn)鋼板樁無法有效合龍。所以在實(shí)際工程建設(shè)過程中就需要采用合理的方式來提高工程建設(shè)合理性與有效性，并解決這一問題。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，為了保證鋼板樁能夠有效合龍，就需要在鋼板樁插打過程中加強(qiáng)對其垂直度與尺寸的檢查力度，并在發(fā)現(xiàn)問題后及時調(diào)整，進(jìn)而有效提高鋼板樁合龍效率與質(zhì)量[4]。

4 組合式圍堰方案

為了將組合式圍堰施工技術(shù)應(yīng)用合理性及其施工細(xì)節(jié)充分展現(xiàn)出來，以邳州張樓特大橋工程組合式圍堰施工進(jìn)行介紹分析。這一工程的五號和六號墩位涉水墩臺樁基施工處在河中位置，所以在施工過程中相關(guān)施工人員就需要打入長鋼護(hù)筒，通過總結(jié)可以得出，長鋼護(hù)筒的水下部分不能在澆筑封底前重復(fù)利用。所以就需要將鋼板樁圍堰和長鋼護(hù)筒利用工字焊接的方式連接成為整體，同時還需要澆筑樁基混凝土長鋼護(hù)筒來提高鋼板樁圍堰穩(wěn)定性，這樣可以在一定程度上彌補(bǔ)嵌固深度不足的問題，進(jìn)而形成全新的鋼板樁鋼護(hù)筒組合圍堰形式，其作用優(yōu)勢就在于施工成本與工期能夠得到合理控制，同時施工難度也有效降低。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，施工單位為了進(jìn)一步提高長鋼護(hù)筒的剛度，并在一定程度上來提升組合鋼板樁圍堰穩(wěn)定性與傾覆能力，就需要結(jié)合實(shí)際情況在混凝土灌注時對五號和六號墩臺的四個角樁樁頭混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證混凝土頂部能夠超出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高2 m[5]。

邳州張樓特大橋的五號和六號鋼圍堰應(yīng)用拉森鋼板樁，圍堰設(shè)計(jì)順橋向9.7 m、橫橋向13.15 m，在墩臺底部還設(shè)有2 m高的封底混凝土。圍堰從上方直到下方設(shè)有兩道鋼支撐圍檁，腰梁則利用雙拼I40b型號的鋼材，斜支撐以及對向支撐利用D529×10鋼管。為了進(jìn)一步提高圍堰的抗傾覆能力并提高圍堰穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)過程中好將五號墩的四角樁基護(hù)筒插入了承臺底部4 m深，在四個樁基澆筑過程中，樁基樁頭混凝土的頂部一定要超出設(shè)計(jì)標(biāo)高2 m[6]。

在施工設(shè)計(jì)與總結(jié)中確定，鋼圍堰需要利用12 m長的拉森鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，在設(shè)計(jì)過程中還在其內(nèi)部配備了兩層內(nèi)支撐，與此同時，拉森鋼板樁圍堰的第一、二道圍檁和預(yù)留出的四個鋼護(hù)筒還需要利用雙拼I40b型鋼焊接進(jìn)行連接，但是在設(shè)計(jì)過程中了解到，鋼護(hù)筒不能與斜支撐進(jìn)行連接。在施工過程中需要將四個角處的樁基鋼護(hù)筒插入墩臺底部4 m的位置，在施工完成后不將其拔出，而是繼續(xù)將其與內(nèi)支撐利用工字的焊接方式進(jìn)行連接，以保證其能夠形成一體，以進(jìn)一步提高圍堰施工穩(wěn)定性。六號鋼圍堰利用15 m長的拉森鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，為其內(nèi)部設(shè)計(jì)了三層內(nèi)支撐，同時也將其四個角的樁基插入墩臺底部4 m位置。

5 組合式圍堰受力分析

5.1 圍堰穩(wěn)定性分析

鋼圍堰的拉森鋼板樁嵌入深度僅為2 m左右，那么在施工過程中首先就需要結(jié)合水流與土壓力的作用對其整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析。本文以五號圍堰整體穩(wěn)定性為例進(jìn)行分析。首先對其未加鋼管護(hù)筒護(hù)樁的情況進(jìn)行分析，需要結(jié)合其實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，需要對流水壓力、流水壓力對圍堰傾覆力矩、土壓力力矩進(jìn)行總結(jié)，并計(jì)算出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，通過最終計(jì)算了解到未加鋼管護(hù)筒護(hù)樁無法滿足實(shí)際應(yīng)用與施工需求[7]。隨后對加鋼管互通護(hù)樁進(jìn)行分析，通過未加鋼管互通護(hù)樁的計(jì)算，只需要對其部分信息進(jìn)行調(diào)整即可計(jì)算出最終穩(wěn)定安全系數(shù)，結(jié)果表示增加了鋼護(hù)筒護(hù)樁后，圍堰的抗傾覆能力得到了有效提升。

5.2 圍堰降水方案及抗浮檢算

施工單位若要進(jìn)一步提高施工圍堰穩(wěn)定性，并保證其坑底不會出現(xiàn)上涌破壞的問題，使其坑內(nèi)降水能夠使用分次降水。在封底混凝土施工結(jié)束后，就需要結(jié)合實(shí)際情況在坑內(nèi)墩臺四角處分別設(shè)計(jì)降水井，以通過這樣的方式來保證可以將降水井水位控制在低于封底混凝土地面高程的狀態(tài)。首先，外拉森鋼板樁施工結(jié)束后，相關(guān)工作人員就需要應(yīng)用水泵使圍堰內(nèi)水位能夠保持在第一道圍檁下50 cm處，隨后開展第一道圍檁的支撐工作。在第一道圍檁施工結(jié)束后，還需要利用水泵繼續(xù)降低水位，使其能夠保持在第二道圍檁下50 cm處，同時進(jìn)行第二道圍檁內(nèi)支撐施工。當(dāng)兩道圍檁施工全部結(jié)束后，為了降低底部出現(xiàn)上涌破壞問題的概率，還需要開展坑底水下開挖與封底混凝土施工工作，當(dāng)封底混凝土達(dá)到施工要求后，再進(jìn)行圍堰內(nèi)降水，以通過這樣的方式來避免坑底上涌破壞問題出現(xiàn)的概率。

5.3 圍堰受力分析

施工單位需要利用現(xiàn)代化的方式進(jìn)行施工分析，例如應(yīng)用MIDAS軟件建立相應(yīng)的模型，并將相應(yīng)的施工單元融入到模型中進(jìn)行計(jì)算，以通過這樣的方式得出準(zhǔn)確的水壓力、主動土壓力、被動土壓力、水流壓力等數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)分析過程中還需要結(jié)合鋼板樁與內(nèi)支撐在外荷載作用下的影響制作出應(yīng)力云圖，以了解圍堰鋼板樁的最大應(yīng)力和內(nèi)支撐體系最大應(yīng)力，通過相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)分析可以了解到圍堰鋼板樁最大應(yīng)力為69.85 MPa，內(nèi)支撐體系的最大應(yīng)力為119.2 MPa，均處在相對安全的狀態(tài)。不僅如此，在設(shè)計(jì)過程中還需要制作出圍堰整體結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的變形云圖，通過變形云圖的總結(jié)可以得知，施工期間圍堰整體最大變形為5.11 mm。同時在云圖中還了解到，其最大組合盈利為0.584 MPa，數(shù)據(jù)結(jié)果小于抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)最高值，所以滿足施工基本需求。

6 工程建設(shè)技術(shù)應(yīng)用價值

工程建設(shè)的技術(shù)應(yīng)用可以為工程建設(shè)效率與質(zhì)量帶來顯著的作用，所以需要結(jié)合實(shí)際情況對工程建設(shè)技術(shù)應(yīng)用價值進(jìn)行深入總結(jié)分析。通過對工程建設(shè)工作的總結(jié)可以得出，在深水淺覆蓋層水域進(jìn)行施工，應(yīng)用常規(guī)圍堰結(jié)構(gòu)無法很好地提高工程建設(shè)質(zhì)量與效率，同時工程建設(shè)過程中圍堰的穩(wěn)定性也會受到影響，所以就需要結(jié)合實(shí)際情況對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，在實(shí)際工程建設(shè)過程中應(yīng)用組合式的施工技術(shù)，既可以提高工程建設(shè)效率，還能夠保證其施工成本支出得到控制。在組合技術(shù)應(yīng)用過程中，還可以進(jìn)一步提高圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以保證其能夠滿足工程建設(shè)需求，并降低對現(xiàn)有基樁的影響。與此同時，在實(shí)際應(yīng)用過程中還可以進(jìn)一步提高施工安全系數(shù)，因?yàn)樵诠こ探ㄔO(shè)過程中應(yīng)用組合施工技術(shù)，可以使圍堰的抗傾覆能力安全系數(shù)從0.1提升至9.47。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，施工單位將現(xiàn)代化技術(shù)合理地應(yīng)用，以通過這樣的方式去計(jì)算相應(yīng)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并對其結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行調(diào)整。這樣在后期繼續(xù)進(jìn)行此類工程建設(shè)時，就能夠根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)制定出相應(yīng)施工思路，進(jìn)而為后續(xù)工作的合理開展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

7 結(jié)束語

隨著我國社會與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)技術(shù)優(yōu)化提升能夠?qū)こ探ㄔO(shè)帶來很大的幫助，橋梁墩臺組合式鋼板樁圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用能保證工程建設(shè)的效率與質(zhì)量。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，相關(guān)施工單位需要結(jié)合實(shí)際情況制定相應(yīng)施工計(jì)劃，同時還需要結(jié)合實(shí)際情況對技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，以通過這樣的方式來進(jìn)一步提高工程建設(shè)合理性與有效性。

[ID:013574]