中铁十一局集团第一工程有限公司 湖北襄阳 441104
摘要：以新建南沙港铁路西江特大桥跨西江主跨600m斜拉桥为背景，针对主墩筑岛钢板桩围堰施工监测展开研究。通过管理、技术等控制手段，根据过程监测结果分析动态调整围堰施工，使围堰的安全性得以保障，可为同类型工程提供借鉴。
关键词：围堰；钢板桩；深水；监测
随着工程建设深度不断加大，复杂条件下围堰施工越来越普遍，且工程施工安全质量要求越来越高，围堰施工监测就显得尤为重要。由于地质的隐蔽性和复杂性，围堰施工存在很大危险性，围堰垮塌事故时有发生，围堰监测技术还处在不断研究总结阶段。本文通过南沙港铁路西江主跨600m斜拉桥主墩筑岛钢板桩围堰的施工控制，总结了偏心受压深水筑岛钢板桩围堰施工监测控制技术。
1工程概况
新建南沙港铁路采用(2×57.5+172.5+600+4×57.5)m钢箱混合双主梁等高塔斜拉桥跨西江，为目前世界同类桥梁中跨度第一，其中157#主墩基础部分伸入一级航道西江中，桩基础采用30根直径3m、桩长84m钻孔桩，实际钻孔深度将近100m，承台尺寸为36.7m×44.8m*6m，桥墩处地质从上往下依次为细沙、淤泥质土、泥质灰岩、钙质砂岩。
2围堰监测的必要性及重要性
157#墩围堰钢板桩采用拉森Ⅳ型，单根长18m，钢板桩外侧设φ820mm×10mm钢管桩支护，钢管桩单根长36m，间距1.5m一道。钢板桩与钢管桩通过双拼I40b工字钢围囹连接，围堰内水下填沙，水上填黏性土并压实。157#墩围堰有下列特殊性：a 围堰位于1级航道西江上，通航量大，且该水源为1级保护水源，环保要求高；b 围堰处水深最大为6m，围堰属于深水围堰；c 承台尺寸36.7m×44.8m，围堰总长近50m；d 围堰从施工完成到拔出历时长达约1年；e 该处筑岛填土高度大，填土受汛期高水位水浸泡，粘聚力降低，且筑岛平台受旋挖钻机集中荷载极大，填土易沿原堤岸产生滑动面。由于该围堰的复杂性，为确保施工安全万无一失，对围堰进行监测就显得尤为重要。
3主要施工监测技术
3.1 围堰钢板桩插打施工过程中监测
3.1.1围堰钢板桩施工工艺
材料准备→测量放样→插打820×10mm钢管桩→安装双拼I40b工字钢→打设拉森Ⅳ型钢板桩。a钢板桩规格型号、长度等的选择对围堰受力变形至关重要，是施工成败的第一步。b根据设计钢管桩坐标由测量队放出转角定位钢管桩位置，其它钢管桩位置根据直尺拉出；c首先插打定位钢管桩，然后再依次打入其它钢管桩，钢管桩打入深度由设计钢管桩长度和振动锤贯入度双控；d在钢管桩上设计位置焊接牛腿，将I40b工字钢围囹焊在牛腿上；e围囹施工完成后，用振动锤沿围囹打入拉森Ⅳ型钢板桩，钢板桩打入深度同样由设计钢板桩长度和振动锤贯入度双控；
3.1.2围堰位置及垂直度控制
利用船吊吊起单夹具振动锤，然后将振动锤开启夹住钢管桩一端，在垂直向的两个方向分别架设一台全站仪来观测钢管桩的垂直情况，如果发现倾斜，可以通过船吊纠正振动锤位置来调整，直到两个方向都达到垂直，再将钢管桩缓慢下放到入土面。测量人员必须进行认真、细致的观测调整；同时技术人员辅助采取锤球挂线、垂直度靠尺复核，确保钢管桩顶面位置和垂直度偏差分别控制在15cm、1%内。钢板桩采取同样方式下沉到位。围堰施工完成后在围堰工字钢围囹上设置观测点，每天对围堰进行位移变形观测。
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3.2 筑岛施工过程中监测
3.2.1筑岛施工工艺
材料准备→水下填沙→水上分层填土→碾压密实→边坡修整。
根据围堰计算准备填沙4000方，填土2000方，沙料由运沙船运至现场，土方由运输车从陆上运输。
为保证筑岛水面下填料密实，对水面以下进行填沙，填沙由岸边往水中填筑，由下游深水往上游浅水方填筑，沙料露出水面上50cm，并用挖机进行整平。在钢板桩内侧画出填筑分层线，按填筑标高线进行填筑黏性土，挖机整平并碾压不小于5遍，确保碾压密实。填土填至设计标高后用挖机对边坡进行修整，设计边坡坡率为1：2。
3.2.2筑岛填筑厚度及围堰位移控制
围堰填筑全过程由测量人员用全站仪对钢板桩进行实时监测，通过围囹上布设的监测点分析本次与上次坐标差值及本次坐标与初始坐标差值大小对围堰填筑速度进行调整。
3.3围堰筑岛施工后期监测
围堰筑岛施工完成后对围堰进行监测，施工填土范围内的桩基时对桩基钢护筒位移进行一并监测，其监测频率根据围堰监测结果调整，但不得少于每天1次。监测表格如下：
4围堰容易产生变形原因
4.1管理方面
a设计考虑不全面，引用地质、水深等基本数据不准确；
b现场技术人员经验或责任心不足，围堰施工时定位监控安排落实不到位；
c技术人员与测量队利用全站仪、锤球、竖直靠尺相互配合不到位。
4.2施工操作方面
a钢管桩位置较设计位置偏差较大，不在一条直线上导致钢管桩受力不均匀；
b钢板桩、围囹、钢管桩间有间隙，钢管桩未受力，导致初始筑岛时围堰变形较大；
c水上作业，施工困难，水中存有石头等导致钢板桩插打垂直度和长度较难控制。
5施工控制建议
a设计基本数据必须保证准确无误，设计考虑严谨；
b重视围堰施工插打工作，做好插打前的人员培训、协调部署工作；
c围堰施工全程监测，同时保证每次同步采用锤球、靠尺检核；
d增加施工精度，尽量减小钢板桩、围囹、钢管桩初始间隙值；
e原地面处理要严格落实，回填区要保证护筒四周回填对称及压实；
f现场技术人员要切实履责，遇到问题及时反馈。
在填土筑岛阶段，钢板桩变形较大，分析原因为钢板桩与围囹间有间隙，钢管桩未受力，故钢板桩产生变形较大。在填土筑岛完成后仍然产生较大变形，说明其围堰不稳定，故原设计钢管桩间距由原设计6m调整为1.5m,长度由原设计12m调整为36m，钢板桩由原设计9m调整为18m，在补强措施完成后一段时间，各观测点位移随机变化1-2mm,其值是监测人为引起的正常误差，围堰监测趋于稳定。
6结论
本工程通过157#墩围堰筑岛监测施工，根据各监测点位移情况分析原因，指导施工，并采取针对性加固措施，使围堰趋于稳定。在过程中不断调整、总结，有效地保证了工程施工安全与质量，并已成功推广到本项目栈桥平台上的监测施工控制中，为后续的类似工程围堰监测施工控制提供了参考价值。
论文作者:付超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/4
标签：围堰论文; 钢板论文; 钢管论文; 西江论文; 填土论文; 位移论文; 位置论文; 《防护工程》2018年第29期论文;