钢板桩围堰施工技术

王 建

(中国铁建国际集团有限公司，北京 100039)

钢板桩围堰施工技术

王 建

(中国铁建国际集团有限公司，北京 100039)

结合海游港特大桥的工程概况及水文地质气候情况，对钢板桩围堰施工的准备工作与施工工艺流程进行了阐述，并总结了施工中的注意事项及技术处理措施，以取得良好的经济效益。

钢板桩围堰，内支撑，钻孔，测量

1 工程概况及水文地质气候情况

海游港特大桥位于三门县海游镇，为跨越海游港，纬一路和74省道(岭枫公路)而设该桥。海游港要求通航净宽30 m，净高6 m，与铁路斜交24°，纬一路路宽32 m，净高大于5 m，与铁路斜交21°，74省道正在拓宽，拓宽后道路宽24.5 m，净高大于5 m，与铁路斜交7°。新建铁路甬台温线站前工程第Ⅱ标段2工区海游港特大桥工程，起讫里程DK92+657.82～DK94+134.82，全长1 477 m。

该大桥有3个桥墩(14号～16号墩)在海游港水中，正常施工最高水位为+4.0 m。详细资料情况：14号墩承台尺寸为12.3 m×8.2 m×3.0 m，顶面高程为-1.08 m，15号和16号墩承台尺寸为14.3 m×9.4 m×4.0 m,顶面高程均为-0.426 m(15号墩原设计承台底标高为-6.25 m，后考虑到围堰施工难度变更为和16号墩一样)，河床面14号墩测时为-3.5 m，最大水深为7.5 m；16号墩测时为-1.5 m，最大水深为5.5 m，15号墩测时平均为-8.0 m，则水深为12.0 m，在河中心侧涨大潮时水位最深处达13.5 m。

钢板桩围堰(内支撑)施工示意图如图1～图3所示。

说明：1)图1～图3中标注尺寸采用cm计，标高采用m计。2)钢板桩围堰尺寸分别为16.0 m×12.0 m和14.4 m×10.4 m。围堰内支撑图形为轴线对称。3)钢板桩围堰钢板桩顶面标高比最高潮位的水面标高4.0 m高出0.5 m;14号墩河床泥面标高为-2.5 m，15号墩河床泥面标高为-5.43 m。4)钢板桩围堰内支撑用H型钢或工字钢和钢管支撑制安，钢管支撑其进料长度应与现场实测数据基本一致；围囹斜撑节点焊接要严格执行钢结构施工规范。5)围囹2H50型钢可用2Ⅰ56工字钢替代。15号墩第三层内支撑因承台高度4 m太高，需要将水平2Ⅰ40工字钢或φ400 mm管桩支撑埋在承台里不拆除。6)工字钢或槽钢两片为一组,焊接组成,安装时侧放,内支撑每个节点采取四面围焊,焊缝高度为8 mm。周边导梁上和钢板桩之间安装反牛腿,布置间距为2.5 m。

2 施工工艺和方法

2.1 施工准备

1)为钢板桩卸车倒运吊装做好准备。因海游港受涨落潮影响很大，为了保证连续施工作业，加快施工进度以及施工方便，在水中拼组了两台10 t浮吊和一艘 80 t的运输船，一台用来卸车和倒运钢板桩，一台专门用来打拔钢板桩，这样14号～16号墩三个围堰可以连续快速完成，以便尽快上钻机进行钻孔作业。

2)检查振动锤及其配套设备：根据地质情况此处选用DZ60型振动锤。振动锤的端电压要达到 380 V～420 V，14号和15号墩因线路太长电压保证不了，改用120 kW发电机来供电施工，同时也作为海湾中施工必备备用设备，以保证施工期间防抗洪抗台风需要，确保施工安全。

3)钢板桩检验、整型。钢板桩运到工地后，均应详加检查、丈量、分类、编号，特别是角桩，要检查锁口，将所有同类型的钢板桩作锁口通过检查。

4)测量放样。根据围堰尺寸在围堰内侧插打定位桩，每个面根据需要布置2根～3根φ400定位桩，在定位桩焊接牛腿，然后再在上面安放导向框架，导向架可用已有钢板桩或内支撑围囹材料制作。

2.2 钢板桩施工工艺流程

钢板桩施工工艺流程见图4。

2.3 钢板桩围堰施工顺序

1)测量放线、安装固定导向框(利用钢板桩设一层即可)。2)利用中—60振动锤插打单片钢板桩，直至合龙。3)在+4.0 m标高处安装一道2[30槽钢边梁(14号和16号墩可兼作第一道支撑围囹)，以方便安装护筒定位框架及人员行走，测量定位，埋设护筒。4)钻孔平台搭设及上钻机钻孔作业，每个平台上三台冲击钻作业。5)内支撑安装，先利用退潮和低潮期抓紧安装好河床上内支撑(护筒割除同步跟进)，再边抽水堵漏(退潮时外侧用棉纱堵漏)边用抓斗抓挖上面大部分泥渣，且开挖至最下面一道设计内支撑标高以下50 cm处，尽快安装边(圈)梁和水平支撑，下面一两米及四拐角潜水员下水用高压水枪带水射冲。6)开挖至设计高程后，进行水下混凝土封底。7)割除高出部分钢护筒，清理桩头，安装承台模板并绑扎承台钢筋，灌注承台混凝土，然后立墩身模板并绑扎钢筋，浇筑墩身混凝土。8)利用低潮期拆除内支撑，从下至上。9)拔出钢板桩。

2.4 钢板桩的插打及合龙

准备工作完成后，将组拼好的钢板桩运至指定位置，用10 t浮吊起吊、下插，然后用DZ60型振动锤，锤击沉入。

2.5 筒埋设及钻孔平台安装

施工步骤：

1)钢板桩围堰合龙打至设计标高后，将围堰上口稍焊接连成一个整体防止单片桩受力过大下沉，此后在+3.4 m标高处焊接钢牛腿(∠90×90角钢)，然后利用10 t浮吊在围堰内侧牛腿上安置一道边梁(2[30槽钢，可兼作第一道支撑围囹)，四角根据构造要求焊接斜撑(2[30槽钢)，焊接符合规范要求。

2)在边梁上临时搁放2组2H500型钢，放在一排桩位孔两侧(测量控制)，再在其上横放角钢制作一个1.75 m×1.75 m(或1.4 m×1.4 m)的方形导向架，然后边测量边用10 t浮吊和DZ60振动锤进行护筒埋设。

3)护筒埋设好后，在围堰内中间护筒两侧插打6根与12 m或15 m(15号墩需15 m长管桩)长φ400管桩，在钢板桩围堰顶和管桩顶搭设6组2Ⅰ560工字钢，并确保型钢表面基本水平，然后型钢上面根据钻孔需要布置一定数量的100 mm×200 mm或20以上槽钢和木板(方木每台钻机不少于50根)，以便于钻孔施工人员施工方便和混凝土灌注施工安全。施工示意图详见图5。

4)测量定位桩位，上钻机进行钻孔布置作业，钻孔排渣须均匀排出围堰。

5)钻孔全部完成后，拆下平台安装围堰内支撑(平台型钢可用作部分内支撑围囹)，抽水清基封底进行承台施工。

2.6 支撑安装

当围堰合龙后，钻孔桩结束前10天开始进料制作内支撑，支撑和围堰采用角钢焊接成整体来防止围堰漏水。

2.7 水堵漏，吸泥清基及水下混凝土封底施工

该围堰工程因受每天两次涨落潮影响，且落差高达6 m～8 m，钢板桩随潮位漏水非常厉害，曾用4台22 kW泥浆泵在退潮时抽水，水位看不出明显下降，涨潮时更难，曾在围堰内趁涨潮时发现漏水处用棉絮黄油等填充物在板桩内侧嵌塞，但等下次涨落时又照样漏水严重，原因是钢板桩一胀一缩木屑被海水不断冲走。但可以利用此办法将钢板桩第三、四道支撑抢时间抓紧安装完。第三、四道安装完毕后，用三台潜水泵抽水即可保证低潮位干挖至-2.0 m标高，此后需要带水开挖作业，即要求围堰内水位保证在-0.5以上方能进行开挖吸泥工作，最下面2 m左右泥沙特别是四拐角泥沙无法清除，为此需用潜水员下水带水射冲，同时用空压机(气举法)吸走，此法效果显著。

2.8 板桩的拔除

在拔除钢板桩前，应先利用低潮时抽水及时将低潮位以下支撑拆除，然后一次灌水拆除其他几道支撑，从下至上。因封底混凝土不超过2 m，钢板桩拔除时阻力不大，DZ60振动锤可一次性顺利全部拔除。

3 施工注意事项及技术处理

在钢板桩围堰顶搭设钻孔平台时，要验算钢板桩受力是否满足要求，还要考虑局部钢板桩受力过大下沉影响桩位，为此需将钢板桩上口焊接成整体。当钢板桩入土深度较少时，而河床面以上自由长度较大时，须验算围堰倾覆稳定性(考虑动水压力影响)，不满足要求时可在围堰内增设管桩支撑，同时围堰上口一圈增加一道边梁，并与钢板桩焊接在一起，这一点很重要。也可采取围堰外侧堆填泥沙的办法解决。海游港大桥15号墩因河床深，钢板桩15 m入土不足4 m，特别是退潮时围堰极不稳定，采用上述办法取得了很好效果，同时为防止船只碰撞，在围堰外靠航道侧插打一排管桩。另外需要尽量多上钻机钻孔，同时严格控制成孔质量和灌桩质量，钻渣均匀排出在围堰四周。

4 结语

在浅海湾进行钢板桩围堰施工，只要防范措施得当，方案考虑周密，潮汐影响和台风洪水影响是可以克服的。甬台温铁路三门海游港特大桥水中墩采用钢板桩围堰施工就取得了很好的经济效益。

Construction techniques with steel sheet pile cofferdams

Wang Jian

(ChinaRailwayConstructionCorporation(International)Limited,Beijing100039,China)

Combining with Haiyou Harbor Bridge engineering conditions and hydrological climate conditions, the paper describes steel sheet pile cofferdam construction preparations and construction technology procedures, and summarizes construction matters and technical processing measures, with a view to achieve great economic benefits.

steel sheet pile cofferdam, inner support, boring, measurement

1009-6825(2015)32-0157-03

2015-08-27

王 建(1980- )，男，工程师

U445

A