于 义 刘志奎 李延梅
（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林，长春，130000）
【摘 要】本文主要对钢板桩围堰在10m水深的古水河大桥桩基施工进行了阐述，说明了钢板桩围堰在10m水深桥梁桩基施工的可操作性；施工中通过对原施工图进行设计变更，科学地处理了施工难点。
【关键词】钢板桩围堰；桥梁深水基础工程； 施工技术
一、工程概况
贵广铁路客运专线 GGTJ-10 标段古水河大桥（中心里程DK684+395.46）位于肇庆市广宁县古水镇坑口村境内，桥梁全长273.89m，全桥为（8-32m）预制简支组合箱梁，线路为双线，线间距4.8m，全桥共9 个墩台。桥址处为低山丘陵地貌，植被发育，两端桥台处山势陡峭，桥梁在DK684+ 410.6～+500.2段跨越古水河，交角为63度，水面宽度约100m（枯水期）。
大桥有3个桥墩（5、6、7#墩）处在河水中,其余桥墩位于旱地内。因5#～7#墩位于水库形成的深水区内，考虑封底厚度，水下基坑深度约为13m，施工难度较大。
二、钢板桩围堰的方案设计
1．方案确定
（1）施工前在拟建的古水河大桥上游距离左中线15m处，建一座钢结构施工栈桥，栈桥长100m，宽4.5m，垂直栈桥方向建3个钢平台，在钢平台上对正线桥的围堰、桩、承台和墩身进行施工。
（2）对古水河大桥附近的地理情况、水文、地质及周边设施分析，施工前会同监理、设计和业主单位，对大桥的水中承台提出设计变更申请，经四方研究审查设计变更方案并会签，并经县级以上水资源管理部门同意，对承台高程进行设计变更，承台底标高提高2.7m。变更后古水河钢围堰堰内水深为10.2m。
（3）古水河大桥深水基础工程的特点是工期紧、水深、地质复杂、安全风险高等。通过对双壁钢套箱围堰、单壁钢套箱围堰、钢管桩围堰、钢板桩围堰几种方案的比选，确定选用钢板桩围堰施工方案，施工前对方案进行设计、检算、专家论证及方案报审签认后，才进行施工。
2．桥梁承台数据
5#和6#墩承台尺寸为900×1230cm，7#墩承台尺寸为700×1140cm。承台高度均为270cm。墩底尺寸约400×1000cm。施工水位高程42.57m，6 #墩承台底高程最低，变更后为33.358m。施工时，封底混凝土厚度考虑为1.0m～1.5m。
3．方案设计及优化
承台周边各预留2m～3m 的工作面，5#墩和6#墩围堰平面尺寸设计为14m×18m，7#墩围堰平面尺寸设计为13.2m×16.4m，平面尺寸满足拉森Ⅳ型钢板桩闭合的要求，可以在±0.5m 内变化。
以6 #墩承台为例，堰顶高于施工水位1m，则河床以上的钢围堰高度：h = 42.57 ? 33.358 + 1.0 =10.212m，取钢围堰高度为 10.5m进行方案设计和计算。
施工采用18 m长钢板桩，钢板桩入土7.5m，入土比为0.71，满足0.3～1.0 的要求。根据安全验算，10.5 m深钢板桩围堰，内侧围檩和支撑需设置4道，比较经济和安全。
三、钢板桩围堰施工
1．施工准备
钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m 的短板桩作通过试验，以 2～3 人拉动通过为宜。
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振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前要进行专门的检查。
2．围堰施工
（1）打设定位桩、安装定位横梁
利用现有的钢管桩进行定位，在钢管桩上焊接工字钢，用工字钢来保证打出的钢板桩在一条直线上。在钢管桩露出水面部分刷上警告标志，并焊上槽钢加固，在打桩时作为导向位置及高程控制标志。
（2）打入钢板桩
从河上游侧围堰中部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，最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度。每完成3m测量校正1 次，确保在同一直线上。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2～3m，待全部插打完毕后再依次打到设计标高。钢板桩合龙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。
（3）钢板桩围堰抽水、清淤及安装内撑交替进行
1）打进所有钢板桩后，堵漏，施加钢板桩内第1道围檩支撑
2）堰内抽水，水位降低3.0m，堵漏，施加钢板桩内第2 道
3）堰内再抽水，水位继续降低3.5m，堵漏，施加钢板桩内第3 道围檩支撑
4）堰内再抽水，水位降至河床底部，堵漏，施加钢板桩内第4 道
5）堰内抽水或挖除粘土1.5m，堵漏
每道围檩和支承安装前，先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊三角托架，托架采用槽钢，一定要严格控制各个托架顶面的高程在同一平面上。
然后将 36b工字钢（或50b工字钢）吊装到托架上，工字钢必须水平放置，且工字钢翼缘板与钢板桩密贴，若有缝隙，填塞楔形快，每三个钢板桩与工字钢点焊。
最后安装钢管斜向支撑和横向支撑，斜支撑钢管端部与工字钢外侧翼缘板密贴后，沿周边焊接，焊缝质量要严格保证。
围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施，在吸泥、清淤过程中，及时割除桩基施工时打设的钢护筒，以方便支撑的安装。
（4）钢板桩围堰封底及堰内结构物施工
将围堰内水抽完后，将定位钢管拔出，整平基底，然后基底干封1.5m 厚C20 混凝土。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封底混凝土隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。封底混凝土由一边向另一边推进，应保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。
1）封底混凝土强度达到80%后，拆除第4道围檩支撑的中间的3#横撑（若第4道围檩支撑的2#斜撑影响承台施工，需再进行验算，确定是否可拆除2#斜撑）；
2）承台立模、绑扎钢筋、浇筑承台混凝土；
3）承台混凝土强度达到80%后，拆除承台模板，然后在承台和钢板桩之间回填砂石，并注水使其密实，然后拆除上面第1～第3 到围檩中间的3#横撑；
4）桥墩立模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土；
5）围堰从下往上逐次注水、遂次拆除围檩。严禁全部围檩一次拆除；
（5）防渗与堵漏
钢板桩打入之前应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮或麻绳等在内侧强力嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，抽水时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。
（6）钢板桩拔出
用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动, 产生液化 , 减小土对桩的摩阻力, 然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况, 发现上拔困难或拔不上来时, 应停止拔桩, 先振动1～2min向下沉0.5～1.0m后再往上振拔,如此反复将桩拔出来。
3．钢板桩围堰施工监测
本基坑工程安全等级属于一级，应对围堰进行监测。
（1）观测项目主要是钢板桩的侧向水平位移
（2）钢板桩4道边墙，每隔2m设置一组观测点，每组观测点沿钢板桩竖向，在每两道围檩支撑之间设置一个观测点
（3）观测周期每12 小时一次
（4）观测的位移速率≤2～4mm/天，且累计值≤0.4%H（H为基坑开挖深度），超出该规定，应立即停止施工，采取相应措施
（5）同一基坑工程的监测，宜固定观测人员和仪器，并采用相同的观测方法和观测线路进行施测
（6）基准点、工作基点和变形观测点应设置在不宜破坏的地方，且便于观测，基准点不小于3个
四、结论
通过古水河大桥水中钢板桩围堰的施工，只要技术措施到位、安全措施得当，保证施工质量，钢板桩围堰是可以用于10m水深施工的，为桥梁工程在水深10m以内的基础工程施工提供了经验和借鉴。
论文作者:于义,刘志奎,李延梅
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年9月供稿
论文发表时间:2016/1/14
标签：钢板论文; 围堰论文; 封底论文; 工字钢论文; 混凝土论文; 水深论文; 高程论文; 《工程建设标准化》2015年9月供稿论文;