浅谈拉森钢板桩围堰在九龙江特大桥中的应用

张付娟

（中铁六局集团路桥建设有限公司，湖南 长沙 410000）

1 工程概况

九龙江特大桥153#、154 #和155#墩均位于主航道之上，承台轮廓尺寸为15.8m×11.6m，厚度为4.5m，承台底埋入河床面以下4.5m，每个承台下设12根φ2.0m钻孔灌注桩；北溪北港施工水位为5.86m，百年一遇洪水位为7.02m，一般冲刷线标高为-3.5～-2.8m。河床面以下土层依次为中砂稍密，细（粗）圆砾土稍-中密。

2 拉森钢板桩围堰施工技术分析

2.1 钢板桩技术选型

拟投入本工程的钢板桩为日本进口 SkSP-SX27（拉森Ⅳ）型钢板桩，材质为SY295，其截面参数特性值如表。

表1 参数特性值表

拉森Ⅳ型钢板桩采用单根长度分别为 6m和 18m两种规格焊接，宽度为400mm，高度为170mm，板厚为15.5mm。

2.2 钢板桩围堰设计

九龙江特大桥北溪北港钢板桩围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩，单根长度为 24m，平面尺寸为18.4×14.4m，钢板桩顶面高程为+7.02m，封底采用2.5m厚C25混凝土。内设3道内支撑，第一道内支撑圈梁采用双榀工40b工字钢，斜向支撑和垂直对撑采用Φ630×8mm螺旋钢管，第二道内支撑圈梁采用双榀工40b工字钢，斜向支撑和垂直对撑采用Φ800×10mm螺旋钢管，第三道内支撑圈梁采用双榀H600×200mm型钢，斜向支撑和垂直对撑采用Φ800×10mm螺旋钢管。

2.3 围堰施工步骤

（1）桥梁钻孔桩施工结束后安排桩基检测单位对桩基进行检测，合格后拆除钻孔平台，预留四根角桩钢护筒，在钢护筒上安装钢围檩；

（2）完成全部钢板桩的插打；

（3）钢板桩围堰合拢后完成第一道内支撑安装，围堰内抽水至第二道内支撑设计标高下方80cm位置处，并进行第二道内支撑安装、焊接施工；

（4）围堰内抽水至第三道内支撑设计标高下方80cm位置处，并进行第三道内支撑安装、焊接施工；

（5）围堰内回水至围堰外水位后水下吸泥、清淤至-9.984m，搭设封底平台浇筑封底混凝土；

（6）封底混凝土强度达到后，排出围堰内水，凿桩头，施工承台；

（7）拆除承台模板，在承台与钢板桩空隙间回填砂、土混合物，顶部浇筑0.5m高砼冠梁；

（8）待砼冠梁达到强度后，拆除第三道内支撑，进行墩身施工；

（9）墩身施工出水后围堰内分别注水至第二道、第一道支撑下口拆除相应内支撑；

（10）依次拔除钢板桩。

2.4 施工要点

2.4.1 钢板桩施工

钢板桩施工前，对新进钢板进行验收，应具备出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。由于本桥钢板桩围堰采用24m拉森6型钢板桩，经过市场调查后，没有满足此长度的钢板桩，故采用18m与6m长的钢板桩焊接加长至24m。经过焊接后的钢板桩，对其焊缝采用焊缝磁粉检测试验，合格后方可投入使用。

2.4.2 钢板桩围堰插打

插打钢板桩施工过程要安排测量技术人员控制好第一根桩的垂直度，以保证刚开始打入的钢板桩为后续临桩的位置精确顺利施工。在加工专门的钢板桩垂直导向设备，在施打钢板桩过程中利用垂直设备控制钢板的垂直度，一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，再依次打入直至设计深度。插打的顺序按施工组织设计，由于本桥处地处入海口距离较近，桥位处水深流向受潮汐影响，一般自上游分两头插打向下游合拢。插打前提前在钢板桩锁口内涂以黄油、锯木等拌合物，组拼桩时，用油灰和棉花捻缝，以防漏水。每根钢板桩插打完成后，安排技术人员确定钢板桩顶面标高及桩体埋设河川底部深度，桩顶平面标高误差控制在规范范围之内。

2.4.3 钢板桩围堰合拢

钢板桩插打过程中，要安排测量人员对钢板桩现行及垂直度进行两侧，以便在合拢时能顺利合拢。合拢点要经过计算确认合拢点的位置，一般应在下游一侧角桩附近剩余4根钢板桩处。

2.4.4 围堰吸泥施工

本工程封底砼面以上土层为杂填土、中砂为主，部分细圆砾土，围堰内吸泥采用水下吸泥法施工。为保证围堰内水位能始终与围堰外水位保持一致，在钢板桩插打前，每个围堰选择 6根钢板桩根据设计桩顶标高至低水位时的高度在钢板桩上开孔设置开关阀，在围堰内水下吸泥过程中打开开关阀使围堰内水位随涨落潮变化。在封底砼达到强度准备抽水前，在低水位时关闭开关阀。

2.4.5 封底混凝土施工

围堰封底采用C25水下混凝土。在浇筑封底混凝土前，应派潜水员进行水下作业，对围堰内进行探摸，清除钢板桩、钢护筒周围的泥皮，保证封底混凝土质量。如基底不平或未到设计顶面标高，应继续清基抽砂，确保封底混凝土厚度，封底砼采用导管法水下浇筑。

3 拉森钢板桩围堰施工的优点

3.1 施工安全系数高

在本桥原设计方案中采用双壁钢围堰施工，该施工现场的桥位横跨在水深流急的九龙江，水下地质情况非常复杂，河床表层有很多大块孤石，如果采用双臂钢围堰，在下放钢围堰过程中会出现下沉困难，甚至出现四个钢围堰刃脚部位地层软硬不均，导致围堰倾覆危险。采用拉森钢板桩施工的围堰，围堰四边只会对钢板桩插打过程出现插打困难，不会对整个围堰施工带来不安全的因素。

3.2 绿色环保、减少工期

钢板桩围堰相对双壁钢围堰及其他围堰更加环保，对施工现场环境影响不大，施工场地要求也没有太大要求，不需要设置专门的钢结构加工厂，节约施工场地，还能减少钢结构构件的加工时间，缩短围堰施工工期。另外在钢板桩围堰施工过程中，只要保证堰体内外水压平衡，也能进行一些水下吸泥的工作，两种工序同步施工也可以减少施工周期。

3.3 经济效益显著

由于本工程水上墩台较多，采用钢板桩围堰工期短，拆除方便，可重复使用，若采用双壁钢围堰，拆除的钢围堰只能作为废料处理，只能使用一次，对项目的经济效益不高。经过本工程实践，采用钢板桩围堰代替双壁钢围堰施工方案，为项目节约经济成本约1000万。

4 结束语

拉森钢板桩围堰是水中墩台施工作业中常用的围堰施工方法，经过本工程实例该方法对于水上桥梁围堰施工有很好帮助，为桥梁下部施工起了很大作用。该方法具备作业周期短、操作简易、成本投入小和材料多次利用的诸多优点，值得推广使用。