大桥水中墩钢板桩围堰施工解决措施

2018-04-08

福建质量管理 2018年7期

(湖南和天工程项目管理有限公司　湖南　长沙　410000)

一、引言

某大桥距大海大堤1.8km左右。按20年一遇洪水标准设计，堤顶设防洪抢险通道，桥址处通明湾不通航。该桥于DDK16C+525a～DDK19+200之间跨越通明湾，采用1-80m有碴桥面钢桁梁于DDK21+448～DDK21+501.6之间跨越疏港公路左转匝道(预留)和疏港公路。线路与左转匝道(预留)交角75°，线路与疏港公路交角70°。83#～84#墩、155#～156#墩位于海堤堤脚，为防止基础施工导致海堤渗水，施工时先对受施工影响的海堤坡面采用水泥土搅拌桩加固，基坑开挖采用钢板桩防护开挖，减小对海堤的扰动。施工后，对海堤边坡进行达标加固，加固长度为上下游各100m范围内。

二、水中墩钢板桩围堰施工方法

(一)钢板桩围堰概述

钻孔桩施工完成后拆除钻孔平台，进行钢板桩围堰施工。84#～178#墩钢板桩围堰均做内支撑及导框。

钢板桩施工顺序：施工准备→施工放样及施打定位桩→导向框安装→施打钢板桩→清淤→封底混凝土→排水→堵漏→钢板桩内支撑安装→(与上层支撑的竖向支撑安装)→排水→堵漏如此往复直到钢板桩内支撑完成→进行承台、底节墩柱施工→钢板桩围堰拆除。

(二)钢板桩围堰施工方法

钻孔桩施工完毕，拆除钻孔平台桥面板及贝雷梁，只保留支栈桥作为施工辅助平台。钢板桩围堰施工步骤如下：

(1)安装圈梁及内支撑。①将底层、顶层圈梁在加工区预先加工完毕，并在底层、顶层圈梁间设置设计圈梁间距长度的钢丝绳连接。将底层、顶层圈梁捆绑在一起。②利用栈桥上履带吊机，将两层圈梁及内支撑，整体吊装到位(下放时在钢护筒和钢管上设置导向。在钢护筒上设置钢牛腿，将内支撑固定于钢牛腿。

(2)下放第二层圈梁及内支撑。先将倒链滑车挂于钢护筒上后松开底层、顶层圈梁捆绑，下放第二层圈梁及内支撑。内支撑与钢护筒临时固定。

(3)钢板桩施工。圈梁及内支撑安装完成后，依次插打钢板桩。钢板桩打入之前应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力的双重效果。钢板桩施打过程中设置观测点和仪器跟踪，避免围堰偏位。施打前，应在围堰上下游一定距离设置全站仪观测点，用于控制围堰钢板桩的施打定位。

(4)开挖及封底。现场开挖主要采用水下射水吸泥。在钢板桩插打完成后开始用泥浆泵配合高压射水将围堰内的土方清除，过程中同时使用抽水机对围堰内进行补水，需保持内外水位一致，以保证围堰安全。吸泥时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。吸泥过程中尽量保持泥面均匀下降。

(5)承台施工。封底混凝土浇筑完成后进行围堰内抽水，抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部混凝土封底等措施。若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。在钢板桩围堰挡水期间，定期对钢板桩顶的位移进行观测，监测桩顶向基坑内外的偏移量。抽水完成后将底部淤泥清理干净，割除多余的钢护筒。凿除桩头并进行桩基检测。水下浇注的封底，施工承台。

(三)钢板桩围堰施工注意事项

(1)钢板桩围堰的插打与连接。内支撑框架必须下放(设置)到设计位置。用固定的临时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5：5：3。钢板桩插打从上游端开始，沿两侧向下游端进行，最后在下游端闭合。插打分两阶段进行，先进行预打，形成闭合结构后，再复打到位。由于围堰大，钢板桩数量多，锁口间隔累计增大，施打时，钢板桩容易倾斜，因此，每次打插完5片，用短钢筋头将钢板桩点焊固定于顶层内支撑框架上，以减少累积偏斜位移，利于钢板桩围堰合拢。

(2)钢板桩围堰支撑转换和拆除。每层承台浇筑完毕后，将部分钢板桩围堰内支撑框架转换到承台或承台预埋件上，然后再进行后续承台和墩身施工。待墩身施工完毕后，往围堰内注水，拆除钢板桩围堰。钢板桩围堰拆除工作与围堰施工程序应相反进行。钢板桩拔除先行由下游方向开始，对称施工至上游方向，采用振拔锤配履带吊进行施工。拆除过程必须注意施工安全。

三、钢板桩围堰混凝土封底

封底平台充分利用内支撑和钢护筒作为支撑，同时兼顾封底导管布设，封底平台主梁由工32型钢制成，采用小型钢将主梁连接成整体，上面铺设木板和竹架板形成平台。

(一)封底混凝土时的导管布设

封底混凝土厚约2m。抽水后浮力较大，所以必须保证围堰内混凝土封底的质量。封底采用泵送混凝土法多点快速灌注，整个封底利用2排(每排2根)4根导管，导管直径为250mm，作用半径为3m。从下游端开始依次倒移向上游前进施工。导管顶面设置2m3的小料斗，导管使用前进行水压、水密性试验，试验水压取导管理论压力的1.2倍。导管布置远离钢板桩1.0m以上，每根导管灌注到设计高程后，根据封底混凝土高程情况，转移至较低的位置，导管底口距离混凝土顶面15～20cm，按照首批混凝土灌注要求进行导管二次封口。根据计算首盘混凝土方量，加工大型储料斗，按水下混凝土灌注方法进行封底施工。混凝土灌注过程中应随时测量混凝土顶面设计标高。为了防止封底时围堰内水位高于箱外水位，可在封底平台上安装水泵抽水，使围堰内外水面基本持平，封底时抽出箱内封底混凝土置换出的水量。应待封底混凝土强度≮10Mpa时，进行围堰内抽水。

(二)封底混凝土要求

封底混凝土采用自流平、自密实混凝土，标号为C20，坍落度控制不小于22cm，初凝时间不小于12小时，7天强度不小于28天强度的90%；另外，为提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间，在混凝土拌制中可掺加粉煤灰和高效缓凝型减水剂。封底混凝土下放完后，要求导管埋深0.4～0.6m，在导管口及附近布设测点，及时测量其埋深和流动范围。