中国建筑第八工程局土木建设有限公司 北京市丰台区 100068
关键词：深水基础；钢板桩围堰；应用
水中墩施工，尤其是桥墩基础施工，施工方案选取是否合理至关重要。选取合理的施工方法必须详细了解设计情况、设计意图，同时结合工期要求、桥梁施工技术要求等进行充分论证，综合考虑。在铜陵顺安河特大桥深水墩施工中，我们经过充分论证，精心比选；采用环保钢板桩围堰法施工取得了良好的效果。
一、工程概况
顺安河特大桥位于安徽省铜陵县西联乡钟仓村跨越顺安河航道，下距顺安河入江口约5.3km。起讫桩号为K10+629～K11+997，桥梁全长1368m，主墩5#、6#墩位于顺安河位于主河道中。5#墩基础为12根φ2.0m钻孔桩，桩长为30m，6#墩基础为12根φ2.0m钻孔桩，桩长为40m，5#、6#墩为整体式承台，承台尺寸29.55m×18.30m×5m，主桥主墩采用钢筋砼花瓶形墩，过渡墩4#、7#墩承台尺寸12.2m×7.60m×3m，过渡墩为钢筋砼双柱式桥墩；全桥于2014年1月21日开工，要求2014年6月30日线下主体完工。
水文地质及工程地质条件：顺安河为长江一支流，汛期水位受长江回灌控制，桥址处为顺安河河堤，此段水面宽41～90m，水深约0.95～6.30m，水流平缓，水质较差。最高通航水位12.65m，历史最高洪水位15.6m。顺安河特大桥区域地表为第四系覆盖，为全新统长江冲积层，总厚度50～70m。该层上部25～35m为淤泥质粘土，中部为含砾中细砂，砾径一般小于2cm，含量10～20％，厚5～25m，下部为砾砂，粒径一般1～3cm，含量25～50％，厚10～25m。特殊类土主要有软土，工程地质条件差。
顺安河特大桥主墩现场情况，详见顺安河特大桥主墩平面布置图
图1-1顺安河特大桥主墩平面布置图
二、方案比选
（一）主要方案
1、筑岛砼沉箱法：筑岛对河流污染大，砼沉箱施工工期较长，不能满足工期要求且抽水台班耗资较大，一但沉箱下沉出现问题，较难处理。
2、土围堰法施工：根据2014年4月15日测量结果：水面高程为4.241m，承台的四个角点高程大里程线左4.711m、大里程线右7.851m、小里程线左5.221m，小里程线右11.206m。通过涨水观察，每次下阵雨后水位上升1～2.3m，规范要求围堰高于高水位0.5～0.7m，围堰高度要为h=4.341+2.3+0.7=7.341m。土围岩施工遇到顺安河长江汛期水位，势必冲毁围岩，无法满足施工要求。
3、钢板桩围堰施工法施工：河流污染较小，工程投入成本大，但对围堰工序要求严，必须进行充分论证。
桥梁工程基坑施工中，软基用钢板桩支护，因防坍塌较好，通过多方比选、充分论证，我们采用了第三套施工方案。
三、方案设计
顺安河特大桥主桥墩为5#墩、6#墩基坑支护采用钢板桩围堰进行施工；基坑支护采用拉森Ⅳ型钢板桩围堰，桩长为15m，围堰尺寸为31.06m×20.65m。整个围堰平面采用3道围囹支撑，围囹采用2H500X300双拼H型钢。每层支撑有12道角撑，角撑采用双拼I50a工字钢；中部设置4道Ф609钢管对撑。封底采用50cm厚C25混凝土。鉴于本基坑支护工程在汛期施工，根据近十年坝埂头水文监测站提供的历史平均水位及最高水位为13.17m，所以需在基坑支护外10m采用双层钢板桩围堰，围堰采用12m拉森Ⅳ型钢板桩，桩长12m，宽度5m，中心填筑粘土。整个支护设计具体见图纸。
图3-1 5#墩、6#墩钢板桩围堰平面图
图3-2 5#墩钢板桩围堰立面图
四、钢板桩围堰施工
土围堰施工钻孔桩施工钢板桩围堰施工承台基础施工
4. 1.钢板桩围堰施工准备
组织运输车辆将钢板桩由施工便道运至工地。
4.2. 钢板桩围堰采用6m拉森钢板桩，沿承台周边外1.5m打设。钢板桩验收检查、整理。钢板桩运至工地后，按照钢板桩验收质量进行检查验收。
4. 3.导向架安装。在进行钢板桩整理的同时进行导向架安装。导向架设上下两层，保证导向口上下垂直，其稳定性和刚度满足插打钢板桩的需要。
4.4.检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，使用前进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。
4.5.同一围堰的钢板桩使用同一型号规格的产品，保证锁口一致。
4.6.在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置全站仪观测点，测量放设施打钢板桩围堰的具体位置；在施打钢板桩围堰过程中，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位。
4.7.打入定位桩及安装导框
打入定位桩目的在于将导框固定在定位桩上，提高围堰的位置准确性。
4.8.插打与合拢
钢板桩可用锤击、振动或辅以射水等方法下沉。钢板桩采用逐块（组）插打到底或全围堰先插合龙后，再逐块（组）打入。矩形围堰先插上游边，在下游合拢。
开始打的几根或几组钢板桩，检查其平面位置和垂直度，当发现倾斜时应立即纠正。
围堰将近合拢时，应经常观测四周的冲淤状况，并采取预防上游冲空和下游淤积的措施。
4.10.抽水堵漏
钢板桩插打完成并做好加固措施后即可抽水，抽水时检查各点是否顶紧、板桩与导框间木楔是否挤紧，抽水速度不宜过快，要随时观察围堰的变化情况并做出相应处理。
4.11.钢板桩的拔除及整理
钢板桩拔出前，先将围堰内的支撑及其它设施从下到上陆续拆除，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊机、打拔桩机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。
拔出的钢板桩立即清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。
五、体会及结论
1、采用钢板桩围堰法施工深水基础，要对河床堆积进行认真勘察。尤其是堰基的稳定性进行论证，水深在7米左右的低流速水中，淤泥埋深在10.5米之内，采用钢板桩围堰。
2、钢板桩围堰优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复周转使用，用途广泛。
3、绿色环保、节省工期，钢板桩围堰采用钢板桩垂直挡土，回填土量和占地面积小，缩短了填筑和拆除围堰的工期，保证了对河道的污染，减少了对河道的破坏，节约了土地资源，同时提前的施工工期。
4、经济效益显著，通过拉森钢板桩做垂直挡土进行回填土围堰，减少了土方的回填量，森钢板桩可周转使用，打桩工艺简单，操作方便，机械化程度高，减少了建造、维护清除围堰的成本。
5、施工质量可靠，安全系数高：深基坑施工阶段的安全监测，在施工中加强对钢板桩的施工偏差监控，打设的允许误差为：桩顶标高偏差±100mm；钢板桩轴线偏差±100mm；钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，监测允许误差范围内，超出时及时纠正；
六、结束语
铜陵石朱家咀至永丰公路工程顺安河特大桥主墩基础采用高板桩围堰施工，因设计和施工得当，经受了地下水及长江回流水的考验，确保了施工安全和工期，积累了类似施工的工作经验。
参考文献：
[1]周水兴等 《路桥施工计算手册》 北京人民出版社（2013）
[2] JTG D63-2007 中交公路规划设计院有限公司 《公路桥涵地基与基础设计规范》 人民交通出版社出版（2007）
[3] GB-50017-201X 《钢结构设计规范》 中华人民共和国建设部（2012）
论文作者:刘存杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：围堰论文; 钢板论文; 大桥论文; 工期论文; 水位论文; 基坑论文; 长江论文; 《防护工程》2018年第35期论文;