深水嵌岩承台密排桩围堰施工技术研究

谢全鸿 何 娟

（四川交投建设工程股份有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

乐山市省道308 线改线工程项目共有7 座桥梁，其中漩水沱岷江特大桥总长1301m，最大桥高29.5m，该桥梁横跨岷江，河床下无覆盖层，均为基岩裸露，在20#、21#主墩承台施工时，选用了密排桩围堰施工工艺，在汛期前成功完成了该部分承台的施工。

该法通过密排桩围护结构形成干作业环境，最终完成深水承台的施工；基坑止水是通过将密排桩的桩与桩之间相互咬合实现，在基坑较深时应设置相应的内支撑确保基坑安全。密排桩围护结构适用于河床为大直径砂卵石或裸露基岩的地质条件，特别适用于承台嵌入基岩内，传统的钢板桩围堰、双壁钢围堰无法下沉的桥梁工程施工。

1 工艺原理

在待施工的桥墩处填筑筑岛平台，作为结构桩基和密排桩施工的作业平台，然后选用冲击钻或旋挖钻进行密排桩施工，密排桩施工顺序为间隔施工，待先施工桩基形成强度后，再进行中间桩的施工，从而形成咬合结构达到止水效果。所有密排桩施工完成后，开始围堰内抽水挖泥直至基底，在开挖过程中根据计算需要安装内支撑，确保整个密排桩围堰形成稳定安全的结构体系。待承台施工完成后应将密排桩结构拆除，恢复原貌。

2 操作要点

2.1 密排桩施工

由于承台位于岷江中，作业前先填筑土围堰作为施工作业平台再进行密排桩施工。

密排咬合桩主要由钢筋混凝土A 型桩和素混凝土B 型桩相互咬合而成。在施工过程中，按照 “隔一打一”的方式间隔成桩：首先依次施工素混凝土B 型桩，在两根B 型桩浇筑完成并具有一定强度后再进行钢筋混凝土A 型桩施工，逐步交替依次向前推移直至围堰合拢。

密排桩桩位编号顺序为围堰小里程右幅第一根桩为起点向左顺时针顺序排列。

密排桩冲孔总体施工顺序为先奇数桩，再偶数桩，奇数桩为B 型素混凝土桩，偶数桩为A 型钢筋混凝土桩，偶数桩钻孔时咬合相邻桩10cm。在偶数桩钻孔过程中,为使相邻奇数素桩受力均匀，达到更好的咬合效果，必须严格控制B 桩的施工顺序，具体顺序为1→5→9→3→7→2→6→4→8→10，同时要求B 型素桩混凝土达到设计强度的70%且大于3 天后才能施工A 型钢筋混凝土。

密排桩施工机械可根据现场环境采用冲击钻或旋挖钻施工。采用冲击钻机时，需在围堰外侧填筑钻孔平台，并将全部机尾朝向围堰外侧布置，方便主体结构桩基施工和咬合桩混凝土浇筑。

2.2 冠梁施工

由于本围堰平面尺寸达38.8m*20.6m，为确保咬合桩围堰的整体性，在咬合桩施工完成基坑开挖前，在桩顶设置一道冠梁，其尺寸为宽1.5m、高1.2m，将所有的桩基顶部联结成整体。冠梁施工在桩身混凝土均达到设计强度的70%时进行，首先开挖冠梁基槽，凿除密排桩桩头松散软弱部分后，按设计尺寸绑扎钢筋，安装冠梁侧模并利用天泵或混凝土运输车自卸浇筑冠梁混凝土，混凝土强度为C30。

2.3 基坑开挖

密排桩施打完成后，即进行基坑土方开挖，开挖流程结合支撑体系的设置情况，分二个阶段进行土方开挖，开挖时严格遵循“先撑后挖、随挖随撑”、“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的原则进行。开挖时利用长臂挖机结合小型挖机进行基坑挖土，利用自卸汽车运输至指定弃土场。基坑开挖至基底前预留20cm 厚保护层，采用人工开挖修整，严禁超挖。

挖掘机先开挖围堰的中心部分后，再往四周开挖。开挖时严格控制分层厚度，尽可能整个平面均匀开挖，使整个密排桩围堰内部整体受力均匀，每层厚度不要超过1m，避免开挖高差过大，某一侧受力较大的情况出现，开挖过程中临时边坡坡率土层控制为1：1、岩层控制为1：0.5。开挖过程中，如遇围堰内有积水，在围堰四周较低处设置排水沟、集水井，利用水泵将水抽干，保持基坑内作业面干燥。

在基坑开挖及支护的过程中应随时进行监测桩顶位移及应力应变情况，用于指导现场施工。

密排桩体系整体形成一个截水帷幕，理论上不透水，为预防咬合部位小规模渗水及筑岛回填料中的积水、渗水。开挖过程中观察坑内渗水情况，如水较多，则在基坑四角设置集水井，用四台水泵将集水井中的积水抽出，雨季时准备充足的抽水泵。开挖至基坑底时，为防止渗水或外部水浸泡基底基岩，应立即对基坑进行素混凝土的封底，当基坑只有局部开挖至基坑底时，可选择对已开挖部分先进行封底，其余部分待开挖完成后立即进行封底，浇筑封底混凝土时，根据坑内的渗水情况，在基坑四个角预留集水井，封底设置双向横坡，以便水流至集水井内利用水泵排出基坑。预留集排水井的设置不得影响混凝土垫层对围护结构的支挡作用。

2.4 围檩及支撑安装

明挖基坑开挖一定深度后，采用内支撑体系维护基坑的稳定。本工程在距离冠梁顶以下5m 位置设计一道内支撑体系，支撑体系由钢牛腿、φ720*10mm 钢管支撑，端头井处加钢围囹。

当基坑开挖至内支撑设计位置以下0.5m 时，停止开挖并安装内支撑系统后方可进行下一步开挖。

按照设计要求在桩内侧内支撑对应位置标记出放置内支撑钢围囹牛腿底标高，然后采用汽车吊分节起吊工字钢围囹置于牛腿上，当一层围囹安放完毕后，随即起吊提前拼装好的钢管横撑置于对应位置，就位后采用组合千斤顶施加预加应力，然后用垫块垫实完成整个内支撑的安装。需注意在内支撑主体安装之前，先把牛腿焊接在密排咬合桩的主筋上，再将钢支撑吊装就位。为防止围囹受力不均，在围囹安装时发现部分桩基与围囹未紧贴时，需浇筑混凝土将该空隙填充密实，确保围檩受力均匀。为防止在承台施工时钢管横撑的脱落，需在钢管横撑与围囹接头位置设置加劲板并焊接牢固，确保其形成整体，同时在围囹每侧设置两处吊耳，通过钢丝绳将整个支撑系统反吊于冠梁顶作为保险装置。

2.5 承台及墩柱施工

在基坑开挖到位后，及时清除基坑浮泥，排除积水，并采用环切法破除桩头，然后浇筑100-200mm 厚垫层混凝土。安装承台钢筋和冷却水管，采用大块钢模作为承台模板，最后进行承台混凝土浇筑。承台浇筑完成后采用翻模法逐节施工墩柱至围堰顶面标高。

2.6 基坑回填及支护结构拆除

承台基坑回填时先回填四周，后拆除围檩支撑，回填一层拆除一层，每层回填标高至该层围檩支撑底下约500mm。围檩支撑拆除时先拆横撑，后拆围檩，待墩身出水或高出地面后，并完成围堰功能后，方可拆除围堰。

对原河床地面以上排桩围堰进行拆除时，选用绳锯切割法对密排桩进行拆除。工艺流程：施工准备→施工围挡及安全标识设置→支撑脚手架搭设→划线定位→确定切割断面位置→安装固定导向→固定绳锯机→安装金刚绳链锯→连接相关操作系统→混凝土切割→混凝土块吊装运出→清理场地、支架拆除。

土围堰拆除时从填筑的逆方向施工，即从下游至上游方向采用退挖装车运渣的方法进行拆除。

3 结语

本文以乐山市省道308 线改线工程深水裸露基岩施工为背景，研究了密排咬合桩围护结构在桥梁深水裸露基岩承台的施工工艺，系统的解决了该类施工难题，为今后同类工程提供了有价值的借鉴意义。