墩深基坑围堰施工技术分析_钟信荣.pdf

运输经理世界隧道与桥梁工程0引言桥梁工程的施工地质条件比较恶劣，尤其桥台位置所处地质条件通常较差，在受到周边环境的侵蚀和影响后，往往会给桥梁工程的稳定性造成影响。加之桥梁承台基础以及周边围护结构形式比较多，故而在桥梁墩柱基坑工程施工时需结合具体的情况选择施工方法，以提升围护结构的性能。围堰技术作为桥梁工程施工常见的技术类型，该技术在不同地质条件下应用效果显著，具备较强的实用性与安全性，可提升桥梁墩深基础工程施工效果1。1工程概况某大型桥梁工程项目设计为预应力连续混凝土箱梁结构，尺寸为（84+5150+84）m，该桥梁的 56#墩承台设置在河道内，整个河道的流域面积比较大，给桥梁施工造成一定影响。河道常年水深在 2m 左右，夏季由于降雨、上游放水等因素的影响，使得水位有所上升，最高时水位在 6.7m 左右，水流速度平均为2.21m/s。通过分析 56#主墩承台地勘资料发现：该承台范围从上到下的地层分布情况为素土层与粉砂岩层 与 凝 灰 岩。该 工 程 承 台 设 计 尺 寸 为 20.1m 14.6m5.5m，承台底标高设计为 53.556m，工况水位标高为 61m。考虑施工参数与环境给钻孔桩造成的影响，该项目主墩主要采用筑岛施工桩基作为基础结构，而 后 进 行 下 承 台 垫 层 施 工，进 行 基 坑 开 挖（为8.744m），最后进行围岩施工。2围堰的方案设计此次河流部位上的深度较小，只有在夏季降雨、上游放水等外部条件作用下会出现水位升高的情况，导致水位上涨变化剧烈，并且洪水涨退时间较短，如果在现场施工环节遇到洪水，则必须立即停止承台结构的施工。经过现场施工情况分析，确定 56#主墩承台的地质条件，了解工期、成本等要素，决定对于该承台结构选用拉森钢板桩围堰展开施工，而现场施工中钢板桩插打作业的难度最大，也是施工的关键环节。按照设计方案的要求，选择应用拉森 IV 型钢板桩，长度设计为 15m，按照现场地质条件确定锚固深度。围堰结构中要想提升稳定性，就要使用圈梁、内支撑结构达到整体性要求，以确保结构的性能符合要求。在围堰中设置的内支撑应用螺旋钢管，每一层都要采用斜撑、对角撑的结构，每一层布置 1 根对角支撑，围堰四角设置 2 根斜撑，再经过焊接方式连接形成整体，保持整个围堰的整体性要求，具体的施工平面图可见图 1。图 1 拉森钢板桩围堰平面图3拉森钢板桩围堰的施工方法该工程拉森钢板桩围堰技术工艺见图 2。墩深基坑围堰施工技术分析钟信荣（赣州诚正公路工程监理有限公司，江西 赣州 341000）摘要：为了提高桥梁施工的质量，以某特大桥1号墩深基坑支护结构项目为例，分析围堰的设计方案，提出拉森钢板围堰的施工方法和质量控制要点，以期为同类型施工提供参考。关键词：桥梁工程；墩深基坑；围堰技术中图分类号：U445.4文献标识码：A118运输经理世界隧道与桥梁工程图 2 工艺流程3.1 围堰筑岛由于 56#墩处于河道内，区域在水深在 2m 左右，所以在钢板桩施工前应进行筑岛作业，使其能形成一个施工面，为钢板桩插打作业提供工作平台。在施工阶段筑岛施工时需要按照方案的要求进行，通常来说是承台向外延伸 6m 左右，通过后续的桩孔以及钢板桩插打作业，将平台顶部标高达到 6.2m，超出最高水位 1m 以上，同时应用钢筋石笼完成坡面防护处理，设定厚度为 80cm。现场筑岛施工作业的主要材料是黏土，并且采用推土机、装载机进行分层碾压处理。在筑岛现场施工中从岸边逐步推行到河道中央，并且从上游到下游的顺序作业2。3.2 桩位引孔56#墩承台施工作业位置的地质条件是粉砂岩，如果选用常规施工工艺，难以插打到规定深度上。在现场施工作业过程中采取旋挖钻机的施工方式置换处理，完成插打施工，并应用直径 1.2m 旋挖钻隔桩跳打作业，孔距为 0.8m，使钢板桩顺利插入土体内，提高结构的性能和质量。每个孔位钻入规定深度后，应用黏土回填到孔口，并开始进行表面置换处理，间隔一个桩位打孔作业，反复循环直到全部完成各个孔位施工3。3.3 钢板桩插打此次工程中选用的是拉森 IV 型钢板桩，由专业厂家生产加工制造，在开始插打前进行现场的放样操作，并在围堰上设置 4 个角点，应用石灰进行标记，周边定位达到精度的要求。施工开始前先要将定位桩打入，通过使用围堰的圈梁作为插打钢板桩施工的导向系统，为插打精度的提高奠定基础。该项目应用ZX470 型液压打拔桩机完成插打作业，现场技术人员做好垂直度检测和控制，并应用两台全站仪沿着桩位进行控制，确保施工精度符合要求。因围堰的角点位置比较特殊，所以选择使用异形钢板桩，形式和尺寸契合施工需要，为钢板桩的施工顺利进行提供帮助。3.4 围堰土石方开挖钢板桩逐一插打施工完成后，进行合龙作业，检查达到要求即可开始基坑开挖施工。现场开挖作业按照分层、分段、对称的方式进行，必须先支撑后开挖。开挖作业过程中在基坑内部设置圈梁与内支撑，预防边部发生变形问题，提高基坑施工的安全性。现场开挖作业应用 1 台长臂挖机和 1 台普通挖机联合进行，普通挖机停放在基坑内，长臂挖机安装到原地面展开挖掘作业。为了可以全面提高施工的速度，筑岛环节的素填土与河床下部细圆砾土应用普通挖机作业。在开挖施工中遇到下部硬度较大的砂岩层无法开挖时可通过应用爆破的方式清除后，再进行开挖施工。开挖阶段随时监测现场的变形情况，通常技术人员需要在钢板桩顶部与圈梁弯矩最大部位设置观测点，每一侧设置 3 个观测点即可。开挖时每日进行监测，直到开挖工作结束后，连续 3d 观测数据稳定即可停止监测4。3.5 圈梁、内支撑安装根据工艺方案的要求，现场开挖施工到圈梁与内支撑下部 50cm 位置，需要及时开始安装作业。圈梁以及内支撑在施工中使用 50t 履带吊完成吊装作业。按照设计方案的要求提前在工厂内预制完成，并且使用平车运输到作业现场，再应用吊车吊装到施工位置。按照此次施工中的要求，围堰长边 22.1m，根据长度方面的现状，接头通常要布置在跨中部位上，并使用钢板提高结构的整体性能。因为在现场插打施工中容易产生较大的误差，所以在施工后极易导致圈梁和有些钢板桩无法贴合，此时要在中间间隙部位填充钢板，保持紧密贴合后焊接，整个结构受力均匀，承载性能合格。为了预防在围堰工作实施中存在内支撑结构脱落的情况，钢管内支撑与钢板桩之间应用16mm 直径的钢丝绳拉结固定5。将内支撑安装到规定部位，与圈梁焊接连接，形成整体的结构，具体的连接示意图可见图 3。图 3 圈梁内支撑与牛腿连接大样图3.6 钢板桩围堰的拆除拆 除 施 工 与 安 装 工 序 是 完 全 相 反 的，在 拆 除 环节，先进行圈梁、内支撑拆除，然后 50t 履带吊配合钢板桩拆除施工。按照此次工程施工的受力条件体系119运输经理世界隧道与桥梁工程分析，考虑到现场施工中采用大体积混凝土施工方式，所以承台结构分为两次完成浇筑施工，这就需要拆除分两次完成。在拆除环节，要求施工人员按照由上到下的拆除方式进行，基于首块钢板桩拆卸以后将其缓慢吊起，提升到岸边堆放。需要注意的是在拆除环节，一定要做好拆卸步骤的控制，避免违规操作出现意外问题，拆除阶段不能触碰到混凝土结构，避免引起混凝土脱落或其他裂缝问题。4质量控制要点4.1 工艺流程控制4.1.1严格控制钢板桩的打入深度，通常将其打入全风化层或者强风化层内，从而提高钢板桩结构的稳定性，还能避免出现渗漏的问题，促进结构施工强度性能的提升，预防出现土层渗透损坏的问题，保障现场施工的安全性。4.1.2对钢板桩进行合龙施工完成后，打入竖撑的环节必须加强管控，确保位置精度、垂直度符合要求，从而满足现场施工的需要，避免影响工程的质量。4.1.3顶层内支撑在施工后，及时进行堵漏处理，以免渗漏影响结构性能。内部填充形成整体结构，预防发生冲刷的问题。4.2 施工监控加强现场施工监控管理，准确掌握围堰支护结构形式，确保其处于安全性的状态。通过监控掌握现场的施工情况，了解是否有因素造成结构强度和性能不合格，如果严重威胁项目施工效果以及稳定，就要做出调整，保证不会发生结构损坏等严重的事故。5安全措施第一，插打钢板桩工作开始之前，对现场施工需要的各项设备进行全面检查。插打作业环节要随时检测钢板桩的连接情况，如果存在异常的问题要立即停止施工，合格后再次进行施工。同时，对现场吊装设备随时监控管理。第二，在现场施工中钢板桩合龙工作结束后及时进行抽水作业，该环节由专人进行现场监控管理，尤其是钢板桩变形、位移、渗漏方面，做好现场记录工作。如果存在变形、位移等问题，影响工程安全的事故发生，则立即停止抽水作业，并进行钢板桩的加固处理，消除变形、位移等问题后再继续。第三，质检人员开展结构稳定性、焊接部位的全面检查，并且设置监测点了解现场情况，做好各项数据记录工作，如果发现有任何异常情况，及时组织人员解决和处理，以规避施工的质量问题，保护现场施工安全。第四，加强安全方面的监控管理，如果发现有变形的问题，则立即开展水下加固处理，并开始水下焊接施工。如因为潮汐因素导致的地基沉降问题，要及时采取应急处理措施，加强基底的清理施工，观测钢板桩的变化情况，处理异常问题，保护钢板桩的施工效果。6结语在桥梁工程的施工中，桥墩承台深基坑围堰施工有着较高的危险性，影响的因素比较多，直接关系到项目施工效果和质量，所以要加强现场管理和控制，采取有力的应对措施，从而确保承台深基坑施工的安全性，获得较高的经济效益与社会效益，为同类型工程施工提供参考意见。参考文献：1薛顶勇，张广森.桥墩深基坑围堰施工技术例析J.建筑，2011（19）：65-66.2刘荣涛.深基坑围堰施工技术方案选择分析J.工程技术研究，2019（11）：65-66.3孙远峰.浅谈跨河大桥主墩深基坑的钢板桩围堰施工技术J.中国新技术新产品，2020（17）：97-98.4农志祥.水下软土深基坑钢板桩围堰施工设计J.中国水运，2018（8）：151-153.5王国俊，霍俊晨.大型水中深基坑围堰结构施工方案优化设计J.施工技术，2018（9）：14-17.作者简介：钟信荣（1984-），男，江西赣州人，本科，工程师，从事公路监理工作120