1工程概況

某特大橋全橋長2477.46m，共84孔，位于水中部分約340m。24#～27#共4個墩臺需要在水域中施工，其中有14個墩臺采用鋼板樁圍堰施工。本工程備選方案主要有三種:鋼套箱方案、鋼吊箱方案、鋼板樁圍堰方案。經(jīng)比較，鋼套箱和鋼吊箱鋼材投入多、回收率低，下沉時設(shè)備及人員投入多，工序復雜;采用鋼板樁圍堰方案可實現(xiàn)快速施工，其速度快，作業(yè)周期短，支護所用材料可全面回收再利用，且經(jīng)濟性比較于鋼套箱及鋼吊箱等施工方案要顯著，僅是要嚴格加強止水措施施做。故此，在淺水區(qū)域優(yōu)先選用鋼板樁圍堰施工方案。經(jīng)試驗，本工程最終采用12m拉森鋼板，雙拼H400×400型鋼作為鋼腰梁，內(nèi)支撐采用Φ630×20鋼管，鋼管上斜撐亦采用Φ630×20鋼管，在內(nèi)支撐的中央采用Φ630×10鋼管作為內(nèi)支撐托柱，圍堰四角采用雙拼H400×400型鋼作為斜撐，共水平設(shè)置五道內(nèi)支撐。

2鋼板樁圍堰方案實施

2.1基本準備工作

方案實施前，全面測量各墩位區(qū)域準確水深，合理統(tǒng)籌各工序施做程序，做好施工人員、設(shè)備和材料進場組織與協(xié)調(diào)。編制實施性施組計劃及工序施工作業(yè)指導書，按計劃有步驟地開展鋼板樁圍堰施工方案作業(yè)。鋼板樁運抵施工現(xiàn)場后，嚴格進行檢查及分類編號，并登記造冊后碼放于指定位置。運抵工地的鋼板樁，需進行系統(tǒng)整理，清除鎖口內(nèi)雜物(如電焊瘤渣、廢填充物等)，對缺陷部位加以整修。首先，對鋼板樁鎖口逐一檢查。檢查可取一塊長約2m相同類型、規(guī)格新鋼板樁作為衡量標尺，對全部該類型號鋼板樁自樁頭至樁尾逐一做鎖口普查。檢查一般用卷揚機拉動標準鋼板樁平車進行，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)諸如鎖口扭曲及“死彎”等問題及時進行處理。要想使每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行，并且盡量讓鋼板樁的寬度全部在同一寬度規(guī)格內(nèi)，就要統(tǒng)一進行寬度檢查，檢查方法是將每一片鋼板樁劃定為上、中、下三個部分，利用鋼尺對其寬度分別測量，確保所有樁寬都在同一尺寸范圍內(nèi)，并且每片相鄰數(shù)差值控制在1mm以內(nèi)。如果是肉眼就發(fā)現(xiàn)的局部變形應當立即進行加密測量。如果偏差較大，不宜繼續(xù)使用。如果鋼板樁存在樁身殘缺、殘跡、不整潔、銹皮、卷曲等問題，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即處理，不得繼續(xù)使用。對于檢查已經(jīng)合格的鋼板樁，要想使其在施打過程中能夠插拔順利，且防滲效果佳，應對其板體進行涂抹混合油防銹處理。

2.2鋼板樁施打

為達到隔絕河水，且對邊坡形成支護目的，減少砂土涌動進入基坑問題的發(fā)生，本工程選擇了鋼板樁進行圍堰施工。本工程的24#～27#承臺跨河，承臺幾何尺寸為6.9m×11.4m，為使基坑外邊空余1.5m以上的工作面，鋼板樁施打長寬定為9.9m×14.4m。在這之中24#～25#承臺處于富水區(qū)，其水位在3m左右，基坑挖深大致是水面到基坑底7m左右，由于施工便橋平臺較高，為確保鋼板樁入土深度能夠滿足設(shè)計要求，圍堰足夠穩(wěn)定牢固，選擇15m鋼板樁實施全封閉圍堰施工;而26#～33#位于河床上，水深較淺，所以基坑開挖大致在5～6m左右，故而選擇12m拉森鋼板樁實施圍堰施工。26#～33#承臺圍堰選擇了Ⅳ型12m長小企口拉森鋼板樁，機械選擇了400型履帶式機械手打樁機。在鋼板樁施打前進行測量，通過測量定出的軸線確定了工作面范圍。而由于24#～25#承臺位于河水中，為了避免河水流進基坑里，鋼板樁沿基坑四周應該具有連續(xù)封閉的帷幕，并且河內(nèi)也需要搭建臨時施工站人排架，這一問題可通過鋼板樁打入河中臨時搭建代替解決。

2.3圍檁安裝

該基坑開挖深度為10.3m，開挖尺寸為26.1m×14.6m，共布置五道支撐。第一、二道圍檁均采用一根H型鋼(400×400×20×20)，直撐、斜撐采用外徑62cm，壁厚1cm的鋼管;第三道圍檁采用兩根H型鋼(400×400×20×20)，直撐鋼管外徑62cm，壁厚1cm，斜撐采用外徑82cm，壁厚1cm的鋼管;第四、五道圍檁采用兩根H型鋼(400×400×20×20)，臨時支撐均采用外徑82cm，壁厚1cm的鋼管。第一道鋼管的頂面與原地面平齊，第二道圍檁中心距第一道圍檁中心3.7m，第三道圍檁中心至第二道圍檁中心1.7m，第一道臨時支撐位置在第三道支撐下1.4m，該道圍檁直接支撐在樁頭上，因此，可根據(jù)實際情況稍作上下移動，第二道臨時支撐安裝在封底混凝土頂面上50cm處。經(jīng)檢查合格的支撐材料采用25t起重機吊運到位，支撐材料吊運采用兩點起吊方式，吊運過程須始終保持支撐材料平穩(wěn)，避免碰撞，不造成變形等損害。支撐材料吊運到位后，必須先將支撐材料兩端放置于鋼制牛腿架上，再人工輔助將支撐材料調(diào)整至設(shè)計位置并嚴格臨時固定，切不可先松開吊鉤。對因圍護樁施工誤差造成支撐端頭不能與鋼圍檁面緊密接觸的問題，須于圍檁面與支撐端頭間加設(shè)鋼板墊塊加以解決，以確保支撐軸向受力均勻一致。經(jīng)對支撐材料臨時固定后，即及時檢查各節(jié)點連接狀態(tài)，確認符合要求即可施加預壓軸向力。施加預壓軸向力時須保持兩施壓千斤頂對稱同步工作，預壓軸向力須分級勻速施加，并重復進行，活絡頭鍥入鋼楔間隙應不大于70mm。壓力施加完畢后于活絡頭中鍥緊鋼墊塊，并焊接牢固。再次檢查各連接點狀態(tài)，必要時對節(jié)點重新進行加固，待壓力穩(wěn)定時予以固定鎖緊，于活絡頭內(nèi)鍥緊鋼墊塊并牢固焊接，而后瀉油松開千斤頂并解開鋼絲繩，即完成該根支撐材料安裝［1］。

2.4水下開挖

本工程的地質(zhì)主要是砂層，因此開挖工藝選擇的是水下射水吸泥。在插打施工結(jié)束后即通過泥漿泵配合高壓射水實現(xiàn)圍堰內(nèi)的土方清除。圍堰內(nèi)取土選擇了不排水取土，過程中同時使用抽水機對圍堰內(nèi)進行補水，需保持內(nèi)外水位一致，以保證圍堰安全。開挖時及時測量基坑底標高，如達到設(shè)計基底標高，即停止高壓射水。如果開挖期間河道水位較低，為減少水下開挖量，先行用兩臺水泵進行高壓射水，并抽凈鋼板樁圍堰內(nèi)水量，同時兩臺泥漿泵輔助吸出混合泥砂水施工。泥漿泵吸泥過程中盡量控制泥面均勻下降，吸泥至每層支撐面下1m時，須及時安裝圍檁和內(nèi)撐，而后繼續(xù)吸泥施工于下一層支撐范圍內(nèi)，直至吸泥作業(yè)至泥面一定標高時，基坑呈現(xiàn)輕微涌砂癥狀。此情較危險，應視施工時河道水位，及時通過計算確定工序時機，應及時停止圍堰內(nèi)抽水吸泥施工，并向圍堰內(nèi)補水至一定高度。同時采取水下射水吸泥，以吸泥至設(shè)計標高－24.9m位置，整個開挖過程派專人探測樁基基底高程，做好各處施工測深記錄，以保證吸泥到設(shè)計標高［1］。

2.5水下澆筑封底混凝土

封底混凝土所用導管采用Φ325mm無縫鋼管，每管節(jié)長17m，導管使用前進行水密性試驗。要求導管拼裝過程每接頭進行預緊檢查，導管下置與固定時，控制導管下口懸空15～20cm。導管布置與固定原則上利用原鉆孔工作平臺，每導管作業(yè)半徑不大于5m，據(jù)此每墩布置封底混凝土導管5套［2］。圍堰封底混凝土采取一次性澆注方式，混凝土選擇拌合站集中拌制運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的運輸方式。第一次混凝土灌注時，使用10m3的集料斗進行儲料，儲料斗滿后拔球開始澆注。第一次澆筑完成后導管埋深應大于0.6～0.8m。封底混凝土的澆注順序為先低處，后高處。選擇這樣的順序是因為，首先灌注低處混凝土，可以使高處灌注的混凝土往低處流的問題少發(fā)生，從而避免導管底口脫空而進水，避免導管埋深過淺。

2.6鋼板樁拆除

鋼板樁圍堰的拆除是首先從下游開始，在拔樁前先將圍堰內(nèi)支撐，自下而上陸續(xù)拆除，同時加水至高出圍堰外水位1～1.5m高程，以使內(nèi)外水壓保持平衡。先用震動錘向下?lián)舸蜾摪鍢?cm，使鋼板樁與封底混凝土錯動脫離。再于下游區(qū)域選擇一較易拔出鋼板樁板塊，先略錘擊振動其并拔高1～2m，而后自該先行拔出板塊開始依次將其他鋼板樁板塊均拔高至與該板塊基本同標高，待鋼板樁全部松動后，自本板塊開始于下游分別兩側(cè)向上游方向順序拔出所有圍堰鋼板樁［2］，必要時進行水下切割。

3結(jié)語

通過本工程鋼板樁圍堰施工實踐，總結(jié)了較好的施工經(jīng)驗，工程以及施工安全效果比較明顯，同時節(jié)約了工程成本，保證了計劃工期。該基礎(chǔ)工程鋼板樁圍堰施工實踐不僅為富水區(qū)域橋梁下部工程施工提供安全可靠的方法，也為該技術(shù)的推廣應用以及施工質(zhì)量控制積累了技術(shù)經(jīng)驗。