东北某大桥桩基加固钢板桩围堰施工技术

陶翠英 沈 乾

（1.武汉二航路桥特种工程有限责任公司 武汉 430072；2.中国公路工程咨询集团武汉特种路桥技术分公司 武汉 430063）

东北某大桥全长1 389m，计38孔，桥孔布置为：48.2m＋2×49m（T型刚构，通航孔）＋30×32.67m（简支T梁孔）＋4×49m＋48.2m。桥面分左右幅，每幅桥面全宽11m，为双向4车道。2011年在低水位时发现右幅桥梁2－5号墩的桩基础和承台出现了严重病害。对其进行全面检测后并根据实际病害情况，需在2－5号桥墩四周采用钢板桩围堰，为桥墩桩基础维修加固提供干施工环境。本文着重介绍2－5号墩钢板桩围堰的现场施工工艺技术和施工控制要点。

1 钢板桩围堰布置图

2－5号桥墩处最大水深为5.565m。围堰采用单排钢板桩围堰，尺寸为30.60m×12.00m。钢板桩采用SKSP－SX27，长度为12m，入土深度为5.9m。采用厚为1.8m的C25水下混凝土进行封底。在围堰内设置定位桩，定位桩采用P377×6钢管，长度为12m，入土6.435m。在定位桩上设置2层P377×6钢管围檩［1］。定位桩与承台之间用P180×10的钢管连接。在承台附近将围檩与桥墩承台相连。钢板桩围堰平面和立面布置见图1和图2。

图1 2－5号桥墩钢板桩围堰总体布置平面图（单位：mm）

2 钢板桩围堰施工工艺

2.1 清淤

对钢板桩围堰及围堰内范围进行清淤，根据实测水深，对2～5号桥墩覆盖层开挖约1m，用水陆挖机对指定区域进行开挖，达到设计深度即可，以免在围堰施工完成后无法清理。

2.2 定位桩及围檩施工

对定位桩桩位进行放线并确定位置。定位桩采用P377×6钢管，施工完成后，用桥面履带吊配合安装围檩，与定位桩焊接成整体框架结构。

由于现场条件制约，定位桩需要接桩、分段施工，接桩口需根据设备夹桩要求（振动锤和打桩机）弧形切割，外包焊加劲环板；用P180×10钢管作为定位桩、围檩和承台之间的支撑连接。围檩、内撑与斜撑根据实际测量尺寸放样制作安装。

2.3 钢板桩插打施工

因第一根桩为基准桩，故需仪器测量来保证其垂直及水平位置准确。履带吊置于桥面上提起振动锤，在振动锤上预先挂好钢丝绳并与第一根钢板桩连接。当钢板桩下端着床时上口会沿着振动锤夹具槽口进入，开启振动锤夹紧钢板桩。

围檩施工后，利用围檩做导梁。将振动锤已经夹好的钢板桩缓慢下放沿钢板桩进口位置插入导向架并放至河床底，开启液压振动锤履带吊配合缓缓下钩，开始打桩。打桩过程中进行测量定位，如发现钢板桩出现倾斜则采用定位船的卷扬机进行调整。

在钢板桩锁口内涂黄油，第二片钢板桩起吊下放到锁口处时，人工扶持对准锁口插入轻轻晃动，靠自重插入，然后开启振动锤进行打桩，依次完成后续钢板桩插打施工。

2.4 钢板桩接桩施工

本次施工桥位以外的钢板桩采用履带吊提吊振动锤进行打桩，不受净空及高度限制，桥位以内钢板桩因受净空限制需要分节接桩施工，现阶段水面距桥底为8.9m，采用打桩机进行桥底钢板桩打桩施工。

桥位以下钢板桩分单根4～5m进行对接，钢板桩对接采用双面连接板进行焊接。

2.5 钢板桩围堰堵漏

钢板桩围堰合龙后，在桩身周围满铺彩条布，减少水流对桩身冲击和冲刷，同时也减缓围堰漏水。若施工需要，可在钢板桩围堰外围用砂袋堆积或者使用水陆挖机回填淤泥江砂来堆积围角，以减缓围堰漏水。

钢板桩围堰的防渗能力较好，但遇有锁口不密、变形时，仍有渗漏。在围堰内钢板桩上部选点，用角钢焊制牛腿，铺木板安放抽水机抽水后会发现锁口不密处漏水，用板条棉絮等在板桩内侧镶嵌或在漏缝外侧水中撒下大量炉灰、木屑、谷糠等随水夹带至漏缝处自行堵漏。

2.6 钢板桩围堰封底

钢板桩围堰施工完成后，根据围堰内的测量情况，选择吸泥设备，使用的吸泥设备主要有污物潜水泵、离心泵、喷灌泵等，考虑到部分部位水压力较大，吸泥管主要采用钢丝螺旋管。吸泥过程中测量周围标高，达到预定位置后即停止。

抽水吸泥完成后，将河床大致整平，河床上的垃圾物、水泥块等要及时清理。根据昼夜观察，2－5号墩钢板桩围堰内底部渗水速度很缓慢，故不考虑打封底混凝土，隔一段时间后采用吸泥设备抽出微渗水，围堰内施工环境完全满足桩基加固施工要求。

由于不浇注封底混凝土，围堰内还是会有渗水或少量缓速漏水，故在围堰内设置导流渠，用来疏导围堰内残余水，从而不影响围堰内施工人员的正常施工。

2.7 钢板桩围堰拆除

围堰内完成桥墩桩基础外包混凝土加固后即进行围堰拆除工作，先往围堰内注水，降低围堰壁内外压力差，然后拆除围檩，最后用振动拔桩的方法按顺序拔出钢板桩［2］。

钢板桩围堰在合龙后，由于内部施工时间长，导致围堰外侧压力较大，使钢板桩之间产生很大挤压力，这时拔钢板桩围堰的关键是找出突破口，拔出一片钢板桩，使围堰自身挤压力降低，这样以后的钢板桩就较容易拔出。

3 钢板桩围堰施工要点

3.1 钢板桩倾斜和“连沉”

钢板桩插打容易倾斜，倾斜增加了桩之间的咬合摩擦力，该力将变成很大的抵抗力以阻止旁桩的打入。因此首根桩作为基准桩，其插打的垂直及水位位置都要求要准确。如钢板桩倾斜度较小，可用手拉葫芦等工具将已打入钢板桩的顶部朝倾斜的反方向拉；如钢板桩倾斜度较大，可以拔桩后重新再插打。

钢板桩“连沉”很大程度上与相邻桩或自身已倾斜有关。“连沉”的咬合摩擦力可超过“连沉”桩的桩侧及桩端承载力。为防止“连沉”，可以先矫正钢板桩倾斜度；可以使钢板桩预留“连沉”长度；也可以增加“连沉”钢板桩的承载力（钢板桩临时锁扣连接，形成整体，增大桩端面积和桩周面积，即增大承载力［3］）。不管是否“连沉”，应随后将钢板桩打入最终深度。

3.2 接桩

桥位以内钢板桩因受净空限制需要接桩施工，现阶段水面距桥底为8.9m，采用打桩机进行桥底钢板桩分段打桩施工。

桥位以下钢板桩分为单根6m进行对接，钢板桩对接采用双面加连接板进行螺栓连接，连接板规格为500mm×300mm×16mm，采用M24×100的8.8级高强螺栓（见图3）连接。上下2节钢板桩上的螺栓孔位应与相应配套连接板的孔位一致，使用磁力钻和冲钉来钻孔、对孔。2节钢板桩与双面连接板的编号应一致，以便后续正确倒用。

图3 接桩用双面连接板示意图（单位：mm）

3.3 深井降水

在完成钢板桩围堰的插打合龙后，需对围堰内进行深井降水。根据围堰内的河床、水深等情况的勘探测量，配合使用污物潜水泵、离心泵和喷灌泵。水较深的部位采用离心泵，淤泥较多的部位采用污物潜水泵，水位较浅的部位采用喷灌泵；污水较多采用大直径大流量的水泵；水位较深采用大功率大扬程的水泵。水泵的进水口可以绑扎钢丝网层，以免大颗粒碎石等杂物涌进水泵中损坏水泵。

根据实际观察，2－5号墩钢板桩围堰内底部渗水量都不大，故不考虑打封底混凝土，隔一段时间后用吸泥设备抽出微渗水，即可保证围堰内的干施工环境。

4 结语

结合本桥钢板桩现场插打施工，提出了钢板桩倾斜和“连沉”的解决方法。根据本桥的水文地质条件以及结构物的实际情况，将接桩、深井降水等工艺合理运用到钢板桩围堰施工中。本桥钢板桩围堰的施工，开创了我国东北地区使用钢板桩围堰进行旧桥加固的先例，为我国旧桥加固事业积累了一些经验。

［1］武向东.松花江大桥抢险维修加固钢板桩围堰［J］.公路，2013（1）：159－163.

［2］JTG／T J23－2008公路桥梁加固施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［3］GB／T20933－2007热轧 U 型钢板桩［S］.北京：中国标准出版社，2007.