钢板桩围堰施工水中系梁

■李春桃 ■四川公路桥桥梁建设集团有限公司大桥分公司，四川 成都 610015

1 工程背景

麻武高速公路连接线浠水河大桥河面标高为35.1m，系梁底面标高为33m，系梁底在水位以下3.1m。由于本项目工期紧、任务重、近场时间迟等原因，为了在洪期前完成基础及下部构造，经过多方比对连接线浠水河大桥桩基础采用筑岛施工，筑岛村料采用砂性土，筑岛顶面标高设计为36m。

本工程系梁开挖深度在4m以上，开挖范围内为筑岛砂性土填料，由于开挖深度较大，且在水面以下3m以上，不能采用放坡形式开挖，只能采用基坑支护，必须采取可靠而有效的基坑支护处理。现行的基坑支护方法很多，如排桩(钢板桩、钢管桩等)、砼围堰、沉井等，砼围堰、沉井等属于一次性投人，不能周转回收，费用大，工期长，施工难度大，且这些永久性支护还可能给后续施工带来不便。通过对多种支护方案的具体分析和比较，特别是考虑造价、工期、施工难度和安全性等因素，认为采用钢板桩支护具有操作简单、安全性好、工期短、节约投资等明显优点，决定采用钢板桩加内支撑的支护方案，钢板桩围堰按4m×9m设计。

2 钢板桩围堰施工方案

2.1 工艺流程

施工准备→测量定位→打钢板桩→钢板桩内支撑→基坑挖掘→封底垫层→系梁钢筋绑扎及墩柱钢筋安装→系梁模板安装→系梁混凝土浇筑→墩柱模板安装→墩柱混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除。

2.2 钢板桩施工

2.2.1 钢板桩的选用

本工程选用日本进口止水钢板桩进行施工，该钢板桩为小锁口，有很好的止水能力，宽40cm，重76.1kg/m，考虑到本工程地质情况的需要，桩长为9米的钢板桩。首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型号、规格、数量的钢板桩。

钢板桩进场前检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。钢板桩检验标准如下:桩垂直度＜1%;桩身弯曲度＜2%L;全数进行短桩通过试验检查锁口，不合格的要进行整修，严重的禁止使用。

桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5：5：3。对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。转角处采用90度的转角桩。

2.2.2 打入

(1)施工放样与定位。由于采取筑岛形成施工平台，钢板桩在陆地施工，场地平整后，经过测量放样，将施工区域控制点标明，然后用石灰将钢板桩的整体线路标出。为确保钢板桩在一条直线上，在转角控制点位置钢管桩作为定位桩，在打桩时作为导向位置及高程控制标志。

(2)钢板桩打入总体施工流程。钢板桩从上游侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙，第1块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完毕后，即与槽钢焊接牢固。钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。

2.2.3 钢板桩打入施工工艺

(1)采取25t汔车吊停在离打桩点就近的平台，侧向施工，便于测量人员观察。挂上60t振动锤，升高并理顺油管及电缆;(2)振动锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油同时起锤;(3)待钢板桩尖离开地面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机并夹紧桩，上升锤与桩至打桩地点;(4)对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至不能下降为止;(5)试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力;(6)板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度;(7)松开液压夹口，锤上升，打第二根桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。

2.2.4 注意事项

(1)插打次序自上游开始，在下游合拢;(2)插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩;(3)钢板桩起吊后利用人工将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入;(4)钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深。

2.3 围堰支撑

基于本工程施工场地狭小，考虑到浠水河水河水的影响以及周围动荷载和主动土压力较大，根据计算围堰内部采用φ315×8mm钢管桩作为骨架进行支撑，在钢板桩上横向设置I40作为硬撑的支撑面，工字钢与钢板桩焊接牢固，内部支撑设置在地面以下1.5m，以确保钢板桩围堰的稳定性。两端采用I40工字钢做成斜撑，以加强钢板桩整体抗侧向力刚度。

3 基坑开挖

根据工程地质条件，系梁的埋至深度以及河水等因素影响，系梁的开挖采用一台CAT320挖机和人工同步进行。

3.1 挖土、清淤

在挖土、清淤及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除。清淤时及时测量坑底标高，达到设计底标高，停止高压射水。

3.2 防渗与堵漏

钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力的双重效果。

4 钢板桩拔除

4.1 施工要点

(1)钢板桩拔除采用25t汔车吊配合液压60t振动锤进行施工，拆除前先振打钢板桩，使其与封底砼分开，在将钢板桩拨出。

(2)在墩柱浇筑完成后，进行支撑的切割工作，用吊车配合进行拔桩。

(3)在内支撑全部拆除完成后，进行钢板桩的拔除。在拔桩时，采用振动锤进行拔除，拔一根清理一根。

5 结束语

麻城到武穴高速公路连接线浠水河大桥水中系梁钢板桩围堰施工，在计划期限内顺利完成了工程任务，得到了各方的广泛好评。该实践经验表明，对水中系梁开挖采用内支撑钢板桩支护，可保证基坑两侧的稳定，有效消除安全隐患，钢板桩施工材料及设备还有可多次重复使用、节约投资和机械化程度高等优点，使用非常方便，是一种行之有效而安全可靠的方法，达到缩短工期、减少投入的目的，很好的解决了水中系梁施工的问题，可供同类工程参考。