张宪武
广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710
摘要：新建二线船闸地连墙围堰轴线位于北江河道，采用粘性土填筑施工平台，为避免施工平台侵占航道及确保地连墙施工安全，采用钢管排桩挡土。钢管桩加工制作简单、快速，具有高强度，施工工期短，可重复利用等优点，建议在类似工程推广应用。
关键词：钢管排桩；地连墙；临江施工平台；应用
1 工程概况
北江（曲江乌石至三水河口）航道扩能升级工程白石窑枢纽船闸工程位于广东省英德市白石窑水电枢纽左岸，工程内容包括新建二线船闸及重建一线船闸，分两期施工，先施工二线船闸后重建一线船闸。为不影响施工期间枢纽的通航，一、二线船闸采用分期施工方式，通过围堰挡水，确保船闸结构在旱地施工。纵向地连墙围堰轴线位于北江河道，施工平台采用粘性土填筑施工平台，利用钢管排桩挡土。二线船闸一期全年围堰937.15m，包括上游横向土围堰31.0m+单排地连墙30m +上游双排地连墙234.25m+船闸主体段格型地连墙411.65m+下游双排地连墙138.25m+单排地连墙42m+下游横向土围堰50.0m，见图1。
图1 二线船闸地连墙围堰位置示意图
2工程地质和水文地质
2.1 工程地质
根据工程勘察地质资料，勘探深度内土层依次为第四系粉质粘土、粉细砂、及卵石土层，基岩为石炭系下统大塘阶石磴子组灰岩，钢管桩底部进入2-3卵石土层。主要岩土层物理力学参数见表1和表2。
1）地表水
本工程区属北江水系，北江干流径流年内分配不均匀，一般枯水期（10-3）水量仅占全年水量的25%左右，汛期（4-9月）水量占全年水量的75%。丰水期径流量以6月为最大，约占年径流量的20%，枯水期则以1月为最小，仅占年径流量的3%左右。
2）地下水
本工程区地下水类型主要为第四系孔隙水（潜水、弱承压水）和基岩岩溶水。勘察期间，测量地下水位埋深一般2.9m～12.1m，地下水位高程22.8m~36.5m。上游（以既有枢纽作为上下游分界）地下水位稍高，水位高程 31.12m~36.5m；下游地下水位稍低，水位高程22.8~32.01m。
3地连墙围堰施工平台施工方案
3.1 原地连墙围堰施工平台施工方案
1）下游地连墙围堰施工平台：原设计方案原地面开挖至27m高程，施工平台占用部分河道施工，见图2。
3.2 地连墙围堰施工平台方案调整
由于原设计方案地质情况及对北江汛期考虑不充分，为尽量减少施工平台侵占泄洪通道及确保施工安全，在二线船闸上、下游地连墙围堰施工土平台填筑过程中，优化地连墙施工平台，迎水侧采用Ф820×10钢管桩+［30B型槽钢冠梁围檀支护方案。
一期二线下游支护采用Ф820×10钢管桩，L=12m，间距0.90m，入土6m，上部采用［30B型槽钢冠梁围檀与钢管桩焊接，见图4。一期二线上游支护双排钢管桩挡土护脚方案，即挡土桩+锚固桩。挡土钢管桩采用Ф820×10型，L=15m，间距0.90m，锚固钢管桩采用Ф820×10型，L=15m，间距2.50m，上部采用［30B型槽钢冠梁围檀与钢管桩焊接，见图5。
考虑地连墙施工平台填筑最不利工况，采用理正深基坑支护结构设计软件进行复核，下游地连墙施工平台（三级基坑）：抗倾覆稳定性系数Ks=1.229≥1.2，嵌固稳定安全系数Ke=1.208 ≥1.15,满足规范要求[1]。上游地连墙施工平台（二级基坑）：抗倾覆稳定性系数Ks=2.08≥1.2，嵌固稳定安全系数Ke=1.366 ≥1.2,满足规范要求[1]。
4 工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程
施工准备→扫床→钢管桩施打→安装钢冠梁围檀→地连墙围堰施工平台填筑→护坡施工→钢管桩拆除
4.2 扫床
测量人员放样定位后，利用长臂挖掘机辅以浮船进行水下扫床，挖除浆砌石护底或水下孤石，确保钢管桩插入范围无块石、漂石。
4.3 施工平台
下游钢管桩离河岸约10米，在施压钢管桩前先修筑作业平台，平台高程▽28.00m，宽4.0m，便于钢管桩施压。
上游常年水位▽37.32 m，钢管桩施工需在水上进行，利用浮船作为打桩平台，辅以散货船转运钢管桩。
4.4 钢管桩施打
1 下游钢管桩施工
扫床后进行定位放样，利用25t汽车吊把钢管桩吊放就位，采用长臂履带机(KEBELCO-SK350)配液压振动锤施压钢管桩至设计高程。对于采用液压振动锤不能将钢管桩压入设计深度的，再采用电动打桩锤（DZJ-C150）辅以浮船进行水上施打钢管桩。
2 上游钢管桩施工
扫床后进行定位放样，长臂挖掘机清除淤泥层，利用散货船把钢管桩运至施工水域，采用浮船配以25t浮吊把钢管桩吊放就位，用长臂履带机(KEBELCO-SK350)配液压振动锤进行船上施压钢管桩至设计高程。对于采用液压振动锤不能将钢管桩压入设计深度的，再采用电动打桩锤（DZJ-C150）辅以浮船进行水上施打钢管桩至设计高程。
4.5 安装钢冠梁围檀、护坡施工
1 下游钢冠梁围檀安装
钢管桩施压（打）完后，钢管桩上部沿纵向用［30B槽钢通长焊接，形成一个整体，再进行土工格栅、土工布铺设、回填粘土及砂卵石。
2 上游钢冠梁围檀安装
钢管桩施压（打）完后，沿锚固桩、挡土钢管桩上部纵向用［30B槽钢通长焊接，横向用［30B槽钢连梁进行焊接，形成双排钢管桩体系，然后回填砂卵石，进行粘土、袋装土交替填筑施工。
4.6 钢管桩拆除
待地连墙围堰施工完成后，钢管桩即可以拔除，钢管桩拔除同样采用振动锤，钢管桩拔除的施工顺序与安装时的顺序相反，拔除时根注意慢拔，以免钢管桩拔出时带出大量的泥土，引起土体变形。
5结语
相对于临江施工平台采用钢筋石笼护脚，钢管排桩能有效防止土平台侵占河道，施工快速便利，拆除便利且可以重复利用，在地连墙围堰冲孔施工过程中能有效保证土平台稳定。钢管排桩在地连墙临江施工平台中的使用，有效解决钢筋石笼水下拆除困难的问题，在类似工程中值得推广应用。
参考文献:
[1] 钢管桩施工技术规程: YBJ233-91.中华人民共和国冶金工业部部标准.
[2] 阮长青.钢管桩设计中的若干问题探讨[J].地下空间，2003.3：87-89
[3] 罗康军,郑勇.大直径钢管桩在高速公路路堤抢险工程中的应用研究[J]. 路基工程, 2013,05,159-165+170
[4] 刘冠.水上栈桥平台钢管桩施工技术探讨[J].建筑与装饰,2017,22:237-238.
论文作者:张宪武
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
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