深水墩钢板桩围堰施工及基坑处理

摘　要：本文讨论如何利用钢板桩围堰在深水中(水深>=5M)进行桥墩施工,以及对在施工过程中对基坑出现的异常情况进行处理。

关键词：钢板桩围堰 涌砂 封底处理

一、 工程概况及工程重难点
1.1， 工程概况： 茨淮新河大桥位于安徽省阜阳境内，全桥长341.96米,共有8个桥墩、两个桥台，其中2#墩~7#墩在水中。河面宽200多米，水深为2~6米，河流流速较小，承台为低桩承台。根据地质钻探揭露，地质自上而下主要为①淤泥，0.5米左右;②粉质粘土,б=180Kpa,f=55Kpa,深度为3-5米;③粉土,深度2-8米, б=200Kpa,f=50Kpa。
1.2， 工程重难点：
　　承台围堰施工难点主要为：（1）处于深水中，水深约5米；（2）基坑较深，最高水位距封底混凝土底近7米；（3）离主航道较近，约30米；（4）河床及河床下卧持力层均为粉土和粘土，承重性能差。
二、 钢板桩围堰施工方案
2.1.1、方案比选备选方案主要有两种：钢套箱方案；钢板桩围堰方案。经比较，钢套箱方案钢材投入多、回收率低，下沉时设备及人员投入多，工序复杂；钢板桩围堰方案能够迅速展开施工，速度快，周期短，且支护材料可回收利用，经济性较钢套箱方案好，只是必须加强止水措施，所以选用钢板桩围堰方案。?
2.1.2、大桥深水基础采用钢板桩围堰进行支护施工，钢板桩采用拉森IV型钢板桩，长18m，钢板桩围堰范围15.9m×20.5m，比承台周边尺寸大1.5m.钢板桩周圈咬合紧密，有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护，顶层采用2I40工字钢，底下两层采用2I50工字钢，中间纵向支承采用外径300mm壁厚10mm圆钢管，按一定间距布置，四角采用工字钢2I30斜撑。为增强工钢围檩抗弯强度，在每根钢管两端用2I30型工钢作为斜撑加强。
2．2钢板桩的打设
2．3钢板桩的插打作业步骤和技术要点
2．3．1组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
2．3．2板桩下端系缆风绳两根，浮吊起吊钢板桩接近垂直状态时，利用缆风绳控制桩的正反方向。
2．3．3钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。
2．3．4下插钢板桩到河床以下达到稳定高度，摘掉浮吊吊钩。
2．3．5钢板桩起吊后以人力扶持插入前一块桩的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，插入后吊机下钩，凭桩自重和锤重滑下直至不能下滑，然后开动振动锤将桩打至设计标高。
2．4钢板桩围堰的合拢措施
钢板桩围堰在施工中应选择河床较低处或下游为合拢面。插打至合拢面时，应精确丈量尺寸，考虑到钢板桩锁口的间隙和钢板桩本身的性能，合拢面尺寸应大于理论尺寸15—20cm为宜，避免合拢口尺寸过小；同时与合拢口相邻的10—15片钢板桩采取先插至桩的稳定高度，主要有利于钢板桩的调整，并且合拢口两侧钢板桩具有高差，便于插桩，待合拢后，再将桩打至设计标高。
2．5抽水堵漏：钻孔桩施工完毕后即可抽水，抽水速度不宜过快，随时观察围堰的变化情况，及时处理；锁口不密的漏水处，在板桩内侧用棉絮、麻绒等嵌塞，外侧可在水面上撒大量木屑或米糠堵漏。

2．6　施工流程

三、钢围堰基坑处理。
　　（1）待钢板桩围堰合龙之后，首先进行基坑排水，现场利用2台水泵不间断抽水，同时专人检查钢板桩连接处有无漏水现象。
　　（2）进行施工测量和放样，确认承台平面位置及开挖深度。围堰内排水完毕后现场利用长臂挖掘机挖泥。围堰内桩头密布，有碍挖掘机斗抓土的部位，现场配以吸泥机或人工挖泥的方法。挖泥的方向自老桥主墩方向到新桥方向，进行分层挖掘。最后一层挖掘机每前进3～4米，浇筑一层0.3米厚C20封底混凝土，以确保围堰底部不渗水。
四、围堰封底施工
　　围堰合拢后进行基底清淤，余姚江河床底为淤泥质粘土，清淤方法为，由潜水员用高压水枪配合泥浆泵进行水下清淤。清淤过程潜水员要对围堰钢板桩的锁口情况进行检查，看是否有脱口现象，如有应提早进行整修，保证围堰后期抽水顺利。
五、 围堰施工过程中的监测
　　在钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差±100mm，钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。
六、经验总结
　　钢板桩围堰施工中，钢板桩的长度选择是个十分重要的环节，钢板桩的有效入土长度越长，钢板桩围堰基坑的稳定性越来，只不过造价上的成本太高，对工期长的工程来说并不合算，选用较短的钢板桩施工时，应对施工土质进行进一步分析，检验土层土质的粘结性，含砂率，液限待指标，发现土层不利于基坑稳定时，可以采取人工水下清土，后进行水下封底底承台底设计标高，这样可以大大减小基坑出现异常情况的机率，并能节省延长钢板桩租期延长的费用。
参考文献:
[1]《土力学》，中国建筑工业出版社，2002年版
[2]《流体力学》，河海大学出版社，1990年版

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