1 概况
1.1 工程概况
云桂铁路平果右江双线特大桥全长149 5.6m, 1 9#墩承台位于河床以下, 其施工为本标段的控制和重点、难点工程。
1.2 水文、地质条件
平果右江为内河Ⅲ级通航河道, 设计流量Q1%=10149m3/s, 设计水位H1%=98.25m设计流速V1%=2.96m/s。桥墩中心处自表层依次为淤泥质黏土、红粘土、白云质灰岩夹页岩。
2 钢板桩施工技术方案
2.1 钢板桩围堰的设计
根据平果右江大桥19#墩的地质情况, 采用拉森SP-Ⅳ型进行钢板桩围堰施工方案的结构设计, 其要点如下。
2.1.1 钢板桩围堰的尺寸
钢板桩围堰长、宽尺寸受承台直径和安装、拆卸承台模板时的作业面控制, 且承台埋置在河床以下, 施工水位深5m左右, 所以19#墩承台钢板桩围堰设计尺寸为204m×16.2m×11m。
单根钢板桩长度H=88.6+1-78.733+2+1=13.867m;取钢板桩长度H为15m;则钢板桩堰顶高程为88.6+1+1=90.6m (便桥设计高程91m) , 钢板桩堰底高程为75.6m。
2.1.2 钢板桩围堰的内撑设计
钢板桩内支撑、定位支撑钢板桩围堰的垂直插打及整体稳定起重要作用, 必须稳固。钢板桩围堰采用三层布置, 标高分别为0.0m、-3、-5.5m。围檩采用两根40工字钢, 内撑采用529mm×8mm钢管, 围檩固定于钢板桩内壁, 钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。
2.2 钢板桩施工方案
2.2.1 工艺流程
施工准备→测量定位→导向桩制作→打钢板桩→第一道钢板桩内支撑→排水→堵漏→第二道钢板桩内支撑→排水→堵漏→清淤→封底砼→垫层→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除。
2.2.2 钢板桩围堰的插打
(1) 施工准备。
确定钢板桩规格并运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记存放, 锁口内不得有积水。用一块长1.5m~2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准, 将所有同类型的钢板桩做锁口检查。检查是用卷扬机拉动标准钢板桩, 从桩头至桩尾进行。对于锁口不合格的、弯曲的均应整修, 修好以后两侧锁口均在插打前涂抹防水混合料, 以减少摩阻力和增加防渗能力。打桩前要提前制造好桩帽。
(2) 导框制作及安装:钢板桩围堰需用型钢作为内导梁、导框制成围笼。内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm~10cm, 以利钢板桩的插打。矩形围笼导梁按设计尺寸直接下料, 导梁接头均安排在横撑支点处, 接头用夹板螺栓连接。采用打入河床的钢护筒做为定位导向, 在其合适位置处用[20槽钢对扣在钢护筒外侧焊成闭合矩形, 焊制内支撑, 使其成为框架式导向框。安装导框前, 先进行测量定位。导框安装时先打定位桩或作临时施工平台。导框在现场分段制作, 在平台上组装, 固定在定位桩上。在钢板桩施工中, 可台钻孔平台简单处理即可直接用浮吊配合60型振动锤打桩。
(3) 在施打钢板桩围堰前, 在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点, 用以控制围堰长、短边 (每边比承台大1.5m) 方向的钢板桩的施打定位。在插打过程中按交会法定位钢管桩, 并在插打过程中随时检查钢板桩的位置及方向, 且应随时纠偏。
(4) 打桩时自上游一端打入第一根桩, 然后逐个插打至下游合拢。插打的第一根钢板桩力求垂直度良好, 并与钢管桩固定牢固。钢板桩采用全围堰先插合拢后, 再逐块 (组) 打入, 矩形围堰先插上游边, 在下游合拢。在矩形转角处需拼制角桩, 方法为将一块钢板桩纵向割开后, 中间用角钢焊接。
(5) 插打钢板桩时从第一块 (组) 就要保持平整, 几块插好打稳后即与导框固定, 然后继续插打, 为了使打桩正常进行, 设一台吊机来担负吊桩工作。钢板桩起吊后须以人力扶持插入前一块的锁口内, 动作要缓慢, 防止损坏锁口, 插入以后可稍松吊绳, 使桩凭自重滑入, 或用锤重下压, 比较困难时, 也可以用滑车组强迫插桩, 待插入一定深度并站立稳定后, 方可加以锤击。
(6) 钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住, 防止泥砂进入锁口内, 影响以后插打。凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用, 必要时其接头水平位置至少应上下错开2m以上。
(7) 钢板桩合龙通过精确计算, 确定龙口位置, 必要时配置相应规格的异形钢板桩, 现场实测异形钢板桩的角度和尺寸, 根据实际切割焊接异形钢板桩, 以确保整个围堰的密封性。
(8) 钢板桩组桩插打时, 组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞。组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏 (黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1) , 以减少插打时的摩阻力, 并加强防渗能力。
2.2.3 围檩及内撑的安装
在确保安全的前提下, 按“先支撑后挖泥, 分层支撑分层挖泥”的原则进行。工序如下:抽水至第一层支撑处→加第一层围檩及内撑→挖泥或抽水至第二层支撑处→加第二层围檩及内撑→挖泥至第三层支撑处→加第三层围檩及内撑。
钢板桩内撑安装。按照设计图纸安装内撑, 对围檩型钢和内撑接头位置用三角加劲板焊接, 同时加强焊缝质量检查。
2.2.4 封底
钢板桩插打完毕后, 将围堰内砂卵石及淤泥清除干净, 再下放封底砼钢模板。模板位置安稳后, 对其与岩层的间缝隙进行堵塞, 以免封底砼外流。如封底砼与岩层之间的砂卵石覆盖层过厚, 无法清除干净, 可在封底前插入侧壁焊有Φ5注浆孔的导管伸出水面, 以便封底砼后注浆堵漏。
浇筑封底砼, 密切观察封底砼看是否有外流。封底砼达到强度要求后, 边抽水边加固钢围囹与钢板桩之间的连接, 并用150mm×150mm×320mm的方木将钢板桩与内围囹顶紧。
2.2.5 承台施工
围堰内清理完毕后, 放样、开挖。如有少量水渗入, 则设置引水槽将水引至一处将水抽出。承台开挖至设计标高后, 绑扎钢筋、立模、浇筑承台砼。
2.2.6 钢板桩围堰的拆除
砼强度达到要求后, 往围堰内充水, 超过围堰外水位1.5m~2.0m, 使钢板桩锁口松开, 选取连接松动处, 先捶击钢板桩, 使之与封底砼脱离, 钢板桩容易拔出。
3 结语
钢板桩围堰在云桂铁路平果右江双线特大桥得到了成功运用, 且得到了相关部门的认可, 为本标段后续水中墩施工及类似工程提供了经验。
摘要：结合平果右江特大桥19#墩承台施工实例, 对钢板桩围堰的施工方案及工艺进行了阐述, 其施工经验可为类似工程的施工提供一定的参考。
关键词：承台,钢板桩围堰施工
参考文献
[1] 公路桥涵施工技术规范[M].北京:人民交通出版社, 2000.
[2] 本标段设计文件及现场勘察资料.