钢板桩双层围堰在奉干路浦南运河桥的施工应用

翁慧霞

（1.上海奉贤公路建设发展有限公司，上海市 201499；2.上海弘路建设发展有限公司，上海市 201499）

1 工程概况

奉干公路浦南运河桥位于上海市奉贤区奉城镇，跨越浦南运河及北岸规划二路，连接新、老川南奉公路，为二级公路穿城镇段，设计时速60 km/h。设计道路中心线按规划中心线走向，沿线设有一单圆平曲线。本文选择介绍的奉干公路浦南运河桥南北向起讫桩号为K0+418.802～K0+746.803，桥梁全长328 m，桥宽30.6 m。主桥上部结构采用连续组合钢桁桥，主桥所跨河道为浦南运河，河道为6级航道，通航最小宽度为20 m/cos20.6246 m（约为21.9 m）。主桥7#、8#墩位置位于浦南运河中，根据设计水文地质资料和现场调查表明，浦南运河设计桥墩处水深2～3.3 m，河床土壤为粉砂粘土，河道总宽度为47 m。

7＃、8＃墩具体参数见表1。

表1 7＃、8＃墩参数表

承台施工可以采用土围堰、钢板桩围堰及钢套箱等施工方法。浦南运河是通航河道，土围堰不能保证施工安全；钢套箱成本太高不够经济。从施工安全、进度、经济、施工难度等方面综合考虑和比较后，承台施工采用钢板桩围堰施工方法。表2为双层钢板桩和拉森钢板桩的造价对比。

双层钢板桩造价为1698952.98元，拉森钢板桩造价为3032216.8元，双层钢板桩围堰比较经济。

2 钢板桩围堰设计

围堰时保证设计图纸标明的通航净宽约为21.9 m。围堰方向与河道中心线平行，围堰顺河向长度为38.5 m，北岸单侧围堰垂直河向宽度为12 m，南侧单侧围堰垂直河向宽度为9 m，伸进挡墙1 m，保留通航宽度约为26 m以上。如图1、图2所示。

图1 围堰平面布置图（单位：m）

3 围堰施工

3.1 施工选材

7#、8#墩施打围堰桩，围堰E30双排钢板桩，两排桩距2.0 m左右，桩长9 m，入土深度5.8 m，桩顶高出常水位0.8 m。根据设定的位置，采用DZ90震动打桩锤进行施打。

3.2 施工工艺

打桩按顺序依次以西向东，从外到内进行。因钢板桩在装卸、运输过程会出现撞伤、弯扭等变形现象，因此，钢板桩在插打前有必要对其进行变形检查。对变形严重的钢板桩进行校正。图3为施工顺序图。

3.3 围堰施工

3.3.1 围堰施工方法

运河北岸因钢板桩施打位置距离运河河岸约为12 m，围堰先打保护桩。保护桩施打完后，在岸边挡墙附近设锚固和拉杆，每个锚固打一根30#槽钢长9 m钢板桩，拉杆用Ф28钢筋连接，防止第一次堰体填土时挤压保护桩造成侧向倾斜，然后回填土。第一次填土完毕并压实后，再继续施工外围钢板桩，同时在每个转角处增加2根角桩。在两侧挡墙处留1 m宽，待回填土完后再补打。外围钢板桩施打完后，再将外围钢板桩设一道围檩，围檩材料采用30#槽钢。在第一次回土内设地锚和拉杆，每个地锚打一根30#槽钢长9 m钢板桩，拉杆用Ф28钢筋，电焊连接，防止填土时挤压围堰侧向倾斜，同时在外围桩的外侧打3组保护桩，每组3根。运河南侧外围钢板桩靠河岸边大约9.0 m深，先施打内侧钢板桩，回填土后再施打外围钢板桩，再将外围钢板桩设一道围檩，围檩材料采用30#槽钢。在第一次回土内设地锚和拉杆，每个地锚打一根30#槽钢长9 m钢板桩，拉杆用Ф28钢筋，电焊连接，防止填土时挤压围堰侧向倾斜，同时在外围桩的外侧打3组保护桩，每组3根。为确保基坑围堰安全，防止船只航行时不慎碰撞，损坏围堰，之后，再施打内侧钢板桩。

表2 双层钢板桩和拉森钢板桩的造价对比

图2 围堰立面图（单位：mm）

图3 施工顺序图

围檩拉杆施工完成后，在外围桩的内侧用一层土工布及一层塑料尼龙布，紧贴钢板桩，从上到下，直至河底，河底接口采用水下打捞人员进行处理。为防止漏水，处理完毕后即可回填粘土。回填土方从中间开始逐渐向两侧进行，一次到顶，把围堰钢板桩内的水向两侧挤出，并整平压实。回填土机械采用挖机、推机及自卸运输卡车配合进行。填至通航常水面上0.8 m为止。

3.3.2 基坑开挖及承台施工

开挖围堰填土后，凿除桩头，绑扎钢筋，安装承台模板，浇注2.5 m高承台混凝土。在承台基坑开挖时，必须有专人负责对围堰坝体的渗漏和滑移进行巡视，若遇到类似情况发生应立即暂停基坑开挖施工，必须及时组织人力对渗漏部位用麻袋进行封堵，对坝体有滑移现象的部位进行加固。待安全隐患彻底排除后方可继续挖土施工。

3.3.3 施工监测

土方填筑完成以后开始进行桩基施工，在桩基施工阶段须对围堰坝体进行变形监测。监测频率为围堰修筑完成后须每天测量一次。若在施工过程中发现监测数据变化异常，应立即会同监理和施工单位分析产生原因，直至无安全隐患方可继续施工。随土方开挖施工承台，待承台完成以后再拆除围堰。

3.3.4 围堰拆除

待承台构件施工完，混凝土达到一定强度后，拔桩机械采用600型液压振动锤打桩机进行逐根拔除。全部拆除后，用水上挖泥船清除承台四周残留土方，以此确保航道正常通行，并保证河道水质清爽和水面环境整洁。

钢板桩拔除方法：先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1～2 min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢往上振拔，拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拔，如此反复可将桩拔出来。

3.4 钢板桩围堰施工的关键技术

两排钢板桩之间填土是否紧密、堰体是否防渗是钢板桩围堰施工中的难点，是关系到围堰是否能成功进行下道工序的关键因素。为此，须从钢板桩施工插打、防渗塑料布设置、回土等每道工序加以控制。

（1）钢板桩在插打时应保证其垂直，防止相互倾斜的钢板桩之间产生较大缝隙。

以下为钢板桩插打要点：

a.该工程施工采用的钢板桩较短，起吊时可一次性起吊，起吊前在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点。对每片钢板桩插打都要认真做好跟踪观测，要求入岩不小于30 cm。

b.在钢板桩下端系揽风绳2根，起吊钢板桩接近垂直状态时，利用揽风绳控制正反方向。

c.钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿定位导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩的左右位置。

d.将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，移动吊点，认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到既定标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重加压。

e.在软岩层上插打钢板桩时，不能一味蛮干，当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，以免磨损钢板桩。

f.钢板桩插打从下游端开始，沿单一方向进行，插打一次到位。由于围堰大，钢板桩数量多，锁口间隔累计增大，施打围堰时，钢板桩容易倾斜，因此，每次打插完5片，用短钢筋头将钢板桩点焊固定于内导向框上，减少累积偏斜位移。

g.整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。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。

以下为钢板桩在插打过程中需注意的事项：

a.为保证插桩顺利，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分。为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直。由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰。

b.在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度。

c.打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。

d.同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用。

（2）两排钢板桩之间填土前，在内外侧两排钢板桩之间采用塑料雨布包裹回填土进行防渗处理。

（3）在开挖后承台范围内在浇注垫层前，在钢板桩内侧做积水坑，防止轻微的渗水对承台施工的影响。

4 结语

钢板桩双层围堰在奉干路浦南运河桥的成功应用，保证了施工安全和施工工期，节约了资金，提高了效益，为以后类似桥梁的施工积累了经验。

[1]杨文渊，徐犇.桥梁基础施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社,2001.