钢板桩围堰技术在深水桥梁施工中的应用

■张国球

（三明市高速公路建设指挥部，三明　365007）

钢板桩围堰技术在深水桥梁施工中的应用

■张国球

（三明市高速公路建设指挥部，三明365007）

钢板桩围堰方案在一些水深及地质较软的地基施工中具有独特的优势，笔者根据工程实例来说明了钢板桩围堰深水桥梁施工中的应用的技术措施及施工要点，以供同类工程施工参考。

深水基础钢板桩围堰施工要点

0　引言

钢板桩围堰方法是桥梁深水基础施工方法之一，由于其施工速度快，成本低，安全性较高等优点，各大桥梁施工中得到了广泛的应用，钢板桩围堰的主要形式有矩形，多边形及圆形等。

1　工程概况

福建三明市荆东互通主线桥8#墩位于沙溪河中，百年一遇水流速1.94m/s，设计水位139.83m，最高通航水位136.6m，最低通航水位132.5m，施工期间常水位约为133.5m，河面水位在端午节前后，10年一遇水位上涨1.3m左右。8#墩水深约7.5米，承台底标高均为126.2m，左右幅均采用8根Φ2.2m钻孔桩布置成三排（3+ 2+3），承台设计为圆矩形，尺寸为14.7m×13.3m×4.5m，墩身采用箱式墩。8#墩原河床线以下10m内主要地层岩性为粉质粘土、卵石、砂土状强风化构造岩。

2　钢板桩围堰施工方法及要点

2.1钢板桩围堰施工流程

考虑到水上施工作业，本工程安排施工流程如下：首先钢栈桥及作业平台搭设，然后钻孔桩施工及钢板桩打桩作业，再采用水下混凝土湿封及基坑抽水，最后树立承台模板并浇注承台混凝土。综合考虑钢板桩特性、防水、经济等方面因素，本工程选用拉森IV型钢板桩作为围护结构。拉森IV型钢板桩示意图及主要参数如图如表1。

表1　拉森IV型钢板桩主要参数表

2.2钢板桩围堰结构设计

钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩，材质SY295，单根长度为12m，围堰平面尺寸为33.7×15.3m，共设置两道内支撑。围堰顶高程为+134.9m，围堰底高程为+124.9m，封底混凝土厚1.3m。钢板桩围堰平面图见图1、立面图见图2。

2.3钢板桩围堰施工准备

在进行钢板桩围堰施工作业时，必须先做好施工准备工作，主要包括复查钢板桩，检查振动锤及处理钢板桩等。本工程采用DZ-60Y型振动桩锤及50吨履带吊车作业，为保证工程能顺利进行，在打桩之前对振动锤进行了一系列作业测试，结果表明该振动捶功能正常，为剔除那些因装卸运输而导致磨损的变形钢板桩，在钢板桩拼组之前对钢板桩进行了详细的检查，并对锁口破裂及表面有焊接残瘤的钢板桩进行处理，保证单独的围堰钢板桩具有相同的锁口，并在锁口内涂抹适量黄油以减少钢板桩之间的摩损。

2.4插打钢板桩

图1　钢板桩围堰平面图

图2　围堰A-A断面图

为了确保插打位置准确，第一片钢板桩插打是关键。具体方法为：围囹以及I25型钢限位装置安装完成后，限位框距钢板桩每边大10mm，插打时钢板桩背紧靠一侧定位框，下侧钢板桩背紧靠围囹，边插打边缓慢下放。严格控制好钢板桩插打的垂直度，尤其是第一片桩要从两个相互垂直的方向同时控制，确保其垂直度，然后以第一片钢板桩为基准，再向两边对称插打。在插打过程中，钢板桩下端受土挤压，钢板桩锁口之间缝隙较大，上端总会产生远离第一片钢板桩方向的倾斜。因此，每打三片钢板桩就要用垂球吊线检查其垂直度，确保钢板桩垂直度控制在0.5%以内，超过此限度值时应采取措施予以纠偏。一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩插打。当钢板桩偏移太多时，只能采取多次纠偏的方法逐步减少偏移量。每次插打完五片钢板桩并经纠偏后，将钢板桩点焊固定于围囹上，减少累计偏移位移，利于围堰合龙。钢板桩插打时，坚持“插桩正直、分散纠偏、有偏即纠、调整合龙”原则。

2.5安装内侧横撑

在钢板桩合拢之后，即可将围堰内的水抽出，本着遵循先支撑后降水的原则，在降水之前先对钢板桩增设内横撑，以防止钢板桩因水压变化而发生变形。第1层内支撑位于常水位以上50cm，围檩采用双拼2I45a工字钢，支撑采用Ф529mm、t=8mm钢管。第2层支撑位于常水位以下1.74m，围檩采用双拼 2I45a工字钢，支撑采用Ф529mm、t=8mm钢管。

2.6混凝土封底

当围堰清基结束后，检查围堰内河床标高，然后进行封底，封底采用C30混凝土，厚度约1.3m左右。采用刚性导管法灌注水下封底混凝土。

2.7围堰监测

在承台施工过程中，必须保持对围堰进行实时监测，主要内容包括钢板桩桩身的变形，钢板桩内支撑的轴力及内外水位的变化。本工程对各个钢板桩内支撑均布设了测点。在围堰适当位置处设置水尺，定时测量钢板桩内外的水位变化。

2.8拔除钢板桩

在墩承台及墩身施工结束后，采用振动法进行拔桩，先使钢板桩顶部振动适量时间，待土质松软后，利用振动锤由河流的下游一侧开始拔起，在拆除内支撑时，要遵循由下而上的原则，先拆下部支撑，灌入一层水后，再拆上部支撑，始终保持围堰内外水位保持一致，在拔桩过程若出现拔除困难的现象，应立即停止拔桩，继续振动几分钟再次拔除，以免损坏钢板桩，拔出后的钢板桩应及时的检修涂油。

3　结语

钢板桩围堰方案具有工期短，占地空间小等优点，较适应于水深及土质为软基的地基施工，与其他围堰施工相比，钢板桩围堰一次性投入费用较低，对于软地基可采取水下封底实现干法施工，多次找平，保证了承台基础质量，本次工程采用钢板桩围堰施工历时两个半月，施工过程顺利，实际效果表明采用钢板桩围堰方案是切实可行的，可供类似工程进行参考。

［1］岐峰军．钢板桩围堰施工［J］.山西建筑，2006.32（19）：105-106.

［2］周水兴，何兆仪，等.路桥施工计算手册（第一版）［M］.北京：人民交通出版社，2001.6.

［3］徐光辉，胡明义.公路桥涵设计手册（梁桥上册）［M］.北京：人民交通出版社，1996.3.

［4］宋金河，郑文江．水中深基础钢板桩围堰施工技术［J］．山西建筑，2006，32（21）：122-123.