韩江双线特大桥深基坑开挖防护技术

孙文勇,金 璐

（中铁十九局集团三公司）

1 工程概况

韩江双线特大桥上跨韩江北溪连续梁11#主墩位于韩江江中,本地每年3～7月份为汛期,钢板桩施工时水位为2.79m。承台为两阶承台,一阶承台尺寸为14.5×10.5×3 m,底标高为-5.125m,二阶承台尺寸为10.5×6.5×2m,底标高为-2.125m。根据施工图纸-6.68～-17.78m地质为粘土层,所以钢板桩长度选用15 m,围堰平面尺寸为12.8×16.8m。

2 钢板桩施工

2.1 钢板桩整理

钢板桩运到工地后,需进行整理。

锁口检查：用一块长约2 m的同类型、同规格的钢板桩作标准件,将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。

宽度检查：通过宽度检查确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时,尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度,使每片桩的宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于1 cm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩尽量不用。

锁口润滑及防渗措施：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∶沥青∶干锯沫∶粘土=2∶2∶2∶1。

2.2 钢板桩围堰施工

对于处理好的钢板桩,在堆放和运输中,要避免碰撞,防止弯曲变形。钢板桩围堰采用用60型振动打桩锤逐片插打。

围堰钢板桩采用方形导向架,在围堰的内侧打4根定位桩,焊接牛腿,再安装导向框。该工程由于在施工水中钻孔桩时,固定平台4根管桩可兼作定位桩用,故水中钻孔桩完成后,利用钻孔用固定平台作钢板桩插打导向架装置。第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插打至设计顶标高（+4.79m）,插打过程中仔细校正钢板桩位置且确保垂直。其余各钢板桩,则以已插好的钢板桩为准,起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口,然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后,将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中,用锤球始终控制每片桩的垂直度,及时采用千斤顶、木楔、导链等进行调整。插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合拢”的施工要点。

为了便于合拢,合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面,打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直,合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4-5片）,如果距离有差距,可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内,一定要调整好角桩方向,让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。

3 围囹支撑施工

钢板桩施工完毕后即可进行第一道围囹支撑的施工,第一道围囹支撑高程为+3.3m。支撑施工步骤为：在支撑位置施焊三角限位钢板（牛腿）→安装围框、支撑→设上限位钢板→斜撑与围框焊接。支撑制作完成后用硬木楔塞紧钢板桩与围框之间的间隙。施工中各斜撑平面位置采用坐标定位,误差控制在5 cm之内。

第一道围囹施工完成后,抽水至二阶承台顶面高程位置,进行第二道围囹支撑的施工,第二道围囹标高位置为+0.375m,施工步骤同上。

第二道围囹施工完成后,抽水至一阶承台顶面高程位置,进行第三道围囹支撑的施工,第三道围囹标高位置为-1.625m,斜撑钢管距离二阶承台四角10 cm,确保二阶承台施工界线。

4 水下开挖

开挖前先将围堰内水抽干,抽水过程密切观测钢板桩的变形,并配备好备用泵,以免万一发生问题及时向围堰内回水。加强钢板桩的止水堵漏措施,对于大的缝隙由潜水工下水利用棉絮塞缝；对于小的缝隙,利用煤渣、黄油、木屑的混合物在板桩外侧随水夹至漏缝处自行堵塞。

由于承台埋深较深,采用射水、吸泥交替进行施工。吸泥时吸出的泥砂严禁堆放在钢板桩四周,及时采用运输车外运,以免增大堰外侧压力。吸泥后围堰内土面平整度应控制在±15 cm左右,钢板桩槽内土必须清除干净,防止承台施工时坠落伤人。清基时不要过分扰动钢板桩边缘土层,靠近钢板桩附近的泥砂较难吸出,可采用软管射水,用0.3～0.5MPa的水压将泥砂冲向吸泥机附近吸出。吸泥后围堰内土面标高为-6.125m。

5 基底处理

封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封底混凝土隔离,以便将来钢板桩顺利拔除,封底采用干封80～100 cm厚C30混凝土,采用输送泵车进行浇筑。封底时由一边向另一边推进,保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。封底后标高不能高于承台底设计标高,封底混凝土顶面保证基本平整。待封底混凝土凝固后,进行封底混凝土顶面冲洗、整修找平工作,并破除桩头,桩基检测合格后进行后续承台的施工工作。

6 钢板桩的拆除

待水中墩施工结束后,回水至第三道围囹下40 cm处,开始第三道围囹的拆除；再次回水至第二道围囹下40 cm处,进行第二道围囹的拆除；第一道围囹拆除后向围囹回水保持围堰内外水位平衡,即可进行钢板桩的拔除。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意拔桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1～2m in后再往下锤0.5～1.0m再往上振拔,如此反复既可将桩拔出来。同时观察浮吊吃水情况,逐渐加快起拔速度。

[1]深基坑支护工程实例[M].北京：中国建筑工业出版社,1998.

[2]黎锦周.深基坑工程施工中存在的问题及技术处理措施[J].施工技术,2008,（8）：61262.

[3]余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社,1999.