卞桂榮1  徐洪成2  第五龍3    
【摘要】：江陰市川氣東送配套道路工程中的錫澄運河大橋11號主墩處于錫澄運河中，為確保樁基礎開挖及承臺施工的安全，采用鋼板樁圍堰施工，并以該圍堰在設計選型、實際應用過程中的施工控制及管理措施等方面進行淺析，以供探討。
【關鍵詞】：鋼板樁  圍堰  應用  控制  措施
1 工程概況
錫澄運河大橋跨越錫澄運河，河寬約74m，常水位標高1.8m，最高洪水位3.04m。11＃主墩兩個承臺位于運河西側岸邊水中。單個承臺長14.50m×寬10.10m，承臺設計底標高為-4.00m，頂標高為-0.5m。土層主要為粉質粘土，土質情況較為穩定。
2 方案比選
    根據該承臺所處區域的地形地質和工期緊張的實際情況以及錫澄運河航道較深、運行繁忙的特點，提出了兩種可行方案供比選：
方案一：采用單雙壁組合的鋼板樁圍堰：11#墩臨河一側設計為雙壁鋼圍堰，中間填土壓實，拉桿穩定，其余三面由于處于岸邊均為單壁圍堰，內設一道圍檁支撐，需要船舶作為施工平臺；
方案二：采用單壁鋼板樁圍堰施工法，內設加固圍檁支撐一道；
經比選：方案一整體安全及防滲性能較好，但是時間較長，工期需要50天，同時材料租賃費用也較高，后期拆除困難；方案二整體安全性能較好，但需要做好防滲漏措施，工期短，只需10~15天，因為耗材少所以租賃費用相對方案一大幅度降低，且拔除鋼板樁比較方便，無需船舶協助。經綜合考慮，采用方案二。
3 鋼板樁圍堰選型
根據地質情況，采用閉合單壁鋼板樁圍堰。選用寬度適中、抗彎性能好的拉森Ⅳ型鋼板樁，要求鋼板樁入土深度達樁長0 .5倍以上，同時要求鋼板樁與承臺之間需預留1.5m的施工平臺。如圖1

圖1 鋼板樁圍堰設計
4 板樁施工工藝
4.1鋼板樁施工的順序：施工放樣→平整場地→打設鋼板樁→樁基礎施工→開挖→焊接圍檁支撐及安裝対撐→承臺施工→拔除鋼板樁。
4.2打樁方法：要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以便使板樁墻有足夠的剛度和良好的防水作用。該圍堰打樁和拔樁機械均采用50T履帶式起重機加液壓高頻60KW振動錘、人工配合。                                         
4.2.1起重機行走不能超過作業半徑范圍，用振動錘上的保險鋼絲繩扣好拉森鋼板樁的一端，起重機將鋼板樁慢慢提升至呈現豎直狀態，利用地面控制箱打開振動錘夾緊裝置，夾緊鋼板樁，提升起重機小鉤，移動至樣樁位置，插入河底0.5m時，校正樁身垂直度，導向夾具輔件夾住鋼板樁使之不能位移，啟動振動裝置，將樁慢慢沉至要求標高，樁與樁之間必須咬口緊密。
4.2.2單樁逐根連續施打，人工扶正，注意樁頂高程不宜相差太大。
4.2.3在插打過程中隨時監控每根樁的斜度，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。
5 打樁質量保證措施：
5.1鋼板樁送到現場后，應及時檢查、分類、編號；鋼板樁鎖口應以一塊長1.5～2.0m標準鋼板樁進行滑動檢查，凡鎖口不合應進行修正合格后方能使用。
5.2質量要求：樁的垂直度控制在1%以內；樁底高程誤差控制在10cm左右；沉樁要連續；樁的平面位移控制在15cm以內。
5.3在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，相鄰樁的接頭錯開至少2m，在組拼鋼板樁時要預先配樁；在運輸、存放時，按插樁順序堆碼，插樁時按規定的順序吊插。
6 基坑開挖及圍檁安裝質量保證措施
6.1土方開挖應分層分區連續施工并對稱開挖，開挖至板樁頂以下1米處，進行圍檁支撐施工。
6.2圍檁制做安裝：圍檁及支撐設置在標高+0米處，根據設計位置在鋼板樁內壁上焊圍檁托架，然后吊裝兩層雙拼[32a槽鋼圍檁并焊接加固，支撐采用Ф600×10mm鋼管，支撐兩端焊接80cm×80cm厚
圖2   現場圍堰施工       為10mm的支承鋼板，以增強整體対撐受力效果。見圖2                          
6.3土方開挖前做好排水措施，保持基坑內無水，便于挖土，機械進出口通道及四周采用換填并鋪墊鋼板以擴散壓力，減小側壓力。
6.4基坑周邊（約一倍樁長）范圍內嚴禁堆載。
6.5開挖過程中注意支護體系的變形觀察，全程跟蹤監測。                   
6.6在基坑開挖過程中需注意的問題：
6.6.1首先是板樁的垂直度及搭接十分重要，當鋼板樁未貼靠在圍檁上部分，需用鋼楔或木楔加襯處理，使鋼板樁承受的側壓力傳到圍檁上，圍檁的材料、制作、焊接必須嚴格按要求施工。
6.6.2其次是挖土和支撐的架設施工過程必須緊密配合，挖土過程要保證安全的前提下，迅速為支撐施工創造工作面，支撐結構必須能較快地產生整體剛度或預緊力，兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時空效應，有效地控制圍護體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時施加支撐，開挖要求分層均勻高效，以使支護結構處于正常的受力狀態。
6.6.3鋼板樁圍堰在使用過程中，防止圍堰內水位高于圍堰外水位，在低水位處設置連通管或集水井。抽水時鎖口漏水，在圍堰外撒大量細煤渣、木屑、谷糠或細砂等細物，借漏水的吸力附于鎖口內堵水，或在圍堰內用板條、棉絮等楔入鎖口內嵌縫；撒煤渣等物堵漏時，要考慮水流方向并盡量接近漏縫，漏縫較深時，用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒，同時當圍堰內抽水至圍檁和內支撐處，將圍檁與鋼板樁之間的縫隙用木楔楔緊，使鋼管均勻受力。
7 鋼板樁的拔除
基坑回填后，拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時間，否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，會給已施工的地下結構和周邊環境帶來危害。設法減少拔樁帶土十分重要，現場主要采用灌水、灌砂等措施。
先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min～2min，使鋼板樁周圍的土松動，產生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發現上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上撥，如此反復可將樁拔出來。拔樁時應注意事項：
①拔樁起點和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點應離開角樁5根以上。可根據沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。
②振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100～300mm，再與振動錘交替振打、振拔。
③對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續不超過1.5h。                       
8 安全技術措施
8.1為提高深基坑圍護的安全可靠性，須對拉森樁的入土深度進行計算，并對圍護樁的強度及穩定性進行驗證，確保深基坑施工的可靠性。
8.2打樁施工中，基坑四角必須采用角樁，盡量提高小齒口拉森樁防漏性能。
8.3采用鋼圍檁支撐，并增設對角斜撐；現場配備壓密注漿機，對個別滲漏處進行止漏處理。
8.4開挖土堆放至1倍樁長以外，盡量減小堆土對鋼板樁的側壓力，及時對坑內積水進行抽排。在開挖時，盡量減小挖土機械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，確保基坑安全。
9 應用總結
9.1從現場使用鋼板樁圍堰的應用效果來看，具有施工進度快、安全、占地空間小、經濟等優點。
9.2采用鋼板樁圍護，截滲和集中抽排水降低水位后，使基坑能迅速挖至預定高程；基坑面經處理后，即可澆筑砼墊層，從而為后續施工創造了有利條件，提高了工作效率。
9.3采用鋼板樁支護，對周圍環境影響較小；而且工序簡單、質量容易控制、工期短、現場整潔。
9.4在進行鋼板樁的支護施工中要特別注意地下水的影響。遇到有水的情況一定要采取有效措施進行堵塞，防止突涌。
9.5基坑開挖和承臺施工期間可通過變形觀測對鋼板樁的位移進行有效控制，保證基坑安全。
9.6鋼板樁圍堰在該橋中的應用取得了較好的工程效果，為同類工程施工積累了豐富資料。

參考文獻
[1] 熊智彪主編 陳振富 段仲沅參編.《建筑基坑支護》.北京：中國建筑工業出版社 2008