干法混凝土封底钢围堰技术在工程实例中的应用探析

2020-12-27石无勇安徽省路港工程有限责任公司安徽合肥230011

安徽建筑 2020年9期

石无勇（安徽省路港工程有限责任公司，安徽合肥 230011）

1 前言

随着基础设施建设的飞速发展，桥梁建设地域逐步向深水拓展。钢板桩围堰是独立于桥梁承台与墩身之外的围水结构，是桥梁基础施工的一道安全屏障。钢板桩围堰施工是深水桩基础承台施工最重要的工序之一，是大跨径桥梁下部构造施工的重要环节。

很多时候由于围堰深度较深，为了保证围堰的稳定性，必须在围堰底部也就是承台的位置布置一道围檩，后期承台施工的时候再拆除或是直接将围檩材料埋到承台里，大幅增加施工成本并给承台施工造成很大的困难。封底混凝土施工是钢围堰施工最重要的工序之一，是钢围堰质量控制的重要环节。目前，国内普遍采用水下封底混凝土施工，由于水下清淤情况的不确定性及水下封底的不稳定性给封底混凝土质量埋下了很大的隐患。

S316巢湖段改建工程市政02标裕溪河特大桥项目位于巢湖市亚夫街道团结村，南北走向，按一级公路标准建设，设计速度 80km/h，桥梁全宽41m，双幅设置。跨裕溪河主桥长280m（跨径组合：75m+130m+75m）桩基全部采用钻孔灌注桩基础。主桥设计为预应力混凝土变截面直腹板连续箱梁，上部结构为单箱双室箱梁截面，单幅箱梁顶宽19m，底板宽度为14m，翼缘悬臂长度2.5m。

2 技术特点

①采用干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工，混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净，同时抛掷毛石护底提高下部承载能力，提高混凝土封底的整体性和强度。

②在承台钢筋绑扎前，通过设置竖向和横向临时替代最下部一道支撑和围檩支撑效果来拆除最下部一道支撑和围檩，提高支撑和围檩的重复利用率。

③采用干法施工，浇筑速度快，混凝土强度发展快；综合考虑，可加快封底混凝土的施工进度，节约5d～10d。

3 工艺原理

围堰封底混凝土采用C30标号。一方面通过封底混凝土与桩基钢护筒、钢板桩形成一个整体，依靠其自重和封底混凝土与钢护筒、钢板桩的粘结力抵抗水浮力；另一方面在封底混凝土达到强度后对钢板桩下部形成有效支撑。采用干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工，混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净，同时抛掷毛石护底提高下部承载能力，提高混凝土封底的整体性和强度。在封底混凝土底部与第二道围檩之间用工字钢竖向连接，横向用630钢管对撑加固。然后拆除第三道围檩的内支撑，将第三道围檩的压力全部转换到临时支撑上，以保证围檩拆除后钢板桩围堰的整体稳定性。通过软件对围堰的变形和应力分布情况进行计算，根据围堰的变形和应力分布情况来设置监测点，对施工过程进行全面监控，提高施工安全性。

4 工艺流程

施工准备→测量放样→管桩及施工平台搭设→桩基施工→导向装置安装→围堰施工→支撑安装→基坑清底→混凝土封底→临时支撑安装→承台施工→钢板桩围堰拆除。

5 操作要点

①施工准备认真审核施工设计图纸及相关地勘资料、结合现场实际地质情况确定防护方案，明确施工技术要求，做好施工技术方案讲解及技术交底工作。现场做好“三通一平”。

②测量放样：设立施工水准点及辅助施工基线。并据此设立施工标志、水尺等，根据设计施工图进行放样。

③管桩及施工平台搭设：根据排架的设计，放出所有管桩基础的桩位，然后用振动锤将所有管桩打入预先放好的桩位，为了保证平台的承载力，管桩打设时采用入泥深度和锤击次数进行双控控制。

④桩基施工：钢筋笼在钢筋加工厂分节制作运输至施工现场，采用汽车吊分节吊装至孔内相互焊接，搭接时注意错开搭接面，并且保证每根主筋同心。混凝土采用集中拌合，钻孔桩混凝土浇筑时应浇筑至护筒顶，并确保其露出水面的混凝土质量良好。

⑤导向装置安装：为保证钢板桩插打垂直度，在插打前先施工围堰导向架，作为打桩时的导向设备。导向架可设为两层，底层可设置在距离平台以下2m的位置处，通过焊接在钢护筒上的牛腿支撑导梁；上层导向框与平台平齐，通过焊接在平台的型钢作为导梁支撑。

⑥围堰施工：a.运输整理。钢板桩运输到现场后，要仔细检查，凡是有弯曲、破损、锁扣不合的均要修复。b.定位、打插放样时做定位桩拉线，然后先将承台横桥向的两个边上分别任意打入一根拉森桩，然后用一根型钢岸边的定位拉森桩焊接牢固作为导向梁，其他边依次施工进而形成导向框架，确保其不晃动。c.纠偏、合龙。打插钢板桩时，由于锁口与锁口间距离较大而钢板桩底部入河床后淤泥挤压力较大，上端自由的结果就是导致钢板桩产生向远离第一根方向的倾斜，因此插打4～5根后要进行纠偏，确保钢板桩垂直度。

⑦支撑安装：在围堰内，先安装钢管支撑，再安装斜向钢管支撑，斜向钢管支撑四角位置布置，钢管支撑按一侧纵向布置；在水面上按测量标高设置第一层围囹，边安装支撑边抽水。

⑧基坑清底：钢板桩围堰形成后，逐层降水进行吸泥并逐层施工围檩及支撑。采用高压水泵和水力吸泥机，清理围堰基底至设计标高。

⑨混凝土封底：采用了干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工，对混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净，围堰底铺设篱笆，同时抛掷毛石护底提高下部承载能力，提高混凝土封底的整体性和强度。

⑩临时支撑安装：a.布置竖向工字钢。将工字钢的底部埋置于封底混凝土中，上端与顶部钢围檩连接，形成竖向连接。b.安装横向对撑。在承台设计顶部以上1m位置布置横向对撑，顶住竖向工字钢，形成临时支撑加固体系。c.拆除下部围檩支撑。拆除下部围檩内支撑，支撑拆除应对称间隔拆除，拆除后确保安全开始承台施工。d.拆除临时支撑。完成承台施工后向围堰内注水至临时支撑体系对撑处，减小钢围堰内外水压力差，然后拆除临时支撑结构，拆除作业时严禁碰撞钢板桩围堰。

[11]承台施工：a.钢筋绑扎应按顺序进行，宜从下而上，从内向外，逐根安装到位，墩柱钢筋的定位必须准确，b.模板安装。承台采用钢模板进行拼模，模板要求平顺，模板间做到拼缝严密，缝隙不得大于2mm，模板表面涂刷脱模剂，模板采用钢管支撑，附加横带，确保牢固不移位。c.混凝土浇筑。模板施工完毕后，浇注混凝土时应分层浇筑，每层控制在30cm左右，连续作业，确保一次完成，要避免混凝土离析现象一个通病，严格控制台身顶面标高。d.拆模养护。混凝土一般采用土工布或毛毡全部严密地包裹覆盖起来，保证充足的养护。混凝土的湿养护时间一般为7d。

[12]钢板桩围堰拆除：在拔掉复合式钢板桩时采用振动锤进行拔除，尽量使钢板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩，拔桩时要先振动1min～2min，使钢板桩周围土松动，产生“液化”，再慢慢拔桩。