摘要：本文结合新建广州南沙港铁路站前工程NSGZQ-3标西江特大桥355#钢板桩围堰施工，介绍钢板桩围堰插打、内支撑、变形监测及拆除的施工过程控制。
关键词：钢板桩围堰；插打；止水、变形监测
1工程概况
西江特大桥凫洲水道355#墩承台尺寸为17m×10.8m×4.5m，承台底标高为-7.573m，顶标高为-3.073m。
355#墩位于水中，采用国产拉森Ⅳ型钢板桩围堰。
355#钢板桩顶设计标高为3.2m，底标高为-20.8m。围堰在0.7m，-2.4m，-4.9m处设三道内支撑，第一层圈梁采用2I40a型钢，第二层和第三层圈梁分别采用3I56a和2I56a型钢，并在顺桥向围堰轴线设￠630*10mm钢管支撑，围堰四角设三￠630*10mm钢管斜撑。
围堰采用水下C30混凝土封底，封底厚度0.5m，封底砼119m3。
2钢板桩围堰施工及过程控制
2.1施工准备
（1）钢板桩的加工
钢板桩材料，运到现场后，详细检查其尺寸和规格是否与设计图纸一致，然后按图纸要求进行接头焊接。
钢板桩加工时需要接长：施工要求钢板桩的长度为24m，考虑运输的问题，在现场对钢板桩进行接长以满足施工的需要。接长后的钢板桩在使用时相邻的焊缝均错开使用。
（2）设备检查
检查机械手打桩机，机械手打桩机是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通、功能正常。机械手打桩机的端电压要达到380～420V，夹板牙齿不能有太多磨损。
2.2钢板桩的插打
钢板桩插打利用墩位四周平台上50t履带吊作为起吊设备，配合DZ90型振动锤的施工方法逐根插打成桩。
（1）钢板桩导向架：钢板桩插打之前，承台左右侧利用在钻孔桩外侧的钢护筒上焊接牛腿，安装钢板桩插打时的导向架，采用[20槽钢焊接牛腿，I40工字钢作为导向架。大小里程侧用已插打的钢管桩上焊接工字钢作为导向架，用以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度。
（2）钢板桩插打施工顺序
钢板桩从顺水流方向中间开始打入第一根钢板桩，然后往两侧逐根插打，先合龙上游口，最后合龙下游口。为防止锁口中心线发生平面位移，在钢板桩锁口设卡板限位。同时在导向架上预先划出每根钢板桩的定位线，每完成3米测量校正1次，确保钢板桩平面位置与垂直度准确。钢板桩通过精确计算确定合龙位置，选择在距离角桩4～5根的位置合龙。
（3）为了确保每一根钢板桩插打准确，第一根钢板桩是插打的关键，插打前在导向架上设置限位装置，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时，钢板桩桩背面紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，为保证钢板桩的垂直度，在相互垂直的两个方向用全站仪进行观测，以确保钢板桩插正、插直。整个施工过程中，要用全站仪始终控制每根桩的垂直度在0.5%以内，出现偏差时及时调整；
（4）在整个钢板桩围堰插打过程中，开始时插一根打一根，即将每一根钢板桩打到设计位置，到剩下最后5根时，要先插后打，若合龙有误，用倒链对拉使之合龙，合龙后，再逐根打到设计深度。
（5）钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接，以抵抗水流冲击。
2.3 圈梁和内支撑的安装
（1）钢板桩插打完成后，围堰内抽水至-0.1m，按设计要求焊接好圈梁连接系。完成后，安装内圈梁支撑。第一层圈梁采用2I40a型钢，第二层和第三层圈梁分别采用3I56a和2I56a型钢，并在顺桥向围堰轴线设￠630*10mm钢管支撑，围堰四角设三￠630*10mm钢管斜撑。为保证焊接质量，内撑与圈梁之间需焊接加劲板，内撑自身连接应避开应力集中的地方。
（2）第一道圈梁及内支撑安装完成后，继续用潜水泵抽水并用长臂挖机进行清泥，安装第二、三道圈梁及内支撑。
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2.4 围堰止水及浇注封底砼施工
钢板桩围堰的止水效果是衡量围堰成败的关键，从围堰内排水时，若发现有渗漏，锁口不密的漏水，可在抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中抛投煤灰拌锯末。
长臂挖机挖土施工，辅助射水吸泥清淤到标高-8.1m后，即可进行封底砼施工，封底砼采用C30封底混凝土，封底厚度为0.5m。
（1）混凝土设计与性能
355#墩封底砼为C30砼，理论配合比为：水泥：粉煤灰：矿渣粉：砂：碎石：水：外加剂=1：0.60：0.40：3.25：0.72：0.024。
（2）混凝土浇筑前准备
由于钻孔桩与钢围堰施工时间较长，在钢护筒外壁及钢围堰内壁上会存有其他杂物，为保证混凝土与钢管（围堰内壁）的握裹力，在封底前用高压水枪进行冲洗和钢丝刷清理。
基坑底部铺垫一层30cm厚碎石垫层，防止砼浇筑时推挤、堆积淤泥，导致封底砼局部区域夹泥或断层。
在封底混凝土浇筑前，用挖机对基底垫层上进行一次全面整平处理。
（3）砼的浇注
封底砼须一次性浇注完成。直接用天泵浇筑，从一端往另一端浇筑，封底混凝土应分层浇筑，每层浇筑厚度控制在30cm内，采用振捣棒振捣密实，上层混凝土必须在下层混凝土初凝前进行，混凝土振捣平台采用在最底下一层圈梁及内支撑上搭设，在砼的浇注过程中，确保砼的表面水平，标高为设计标高并及时与试验室联系控制砼的坍落度。混凝土浇筑完成后注意及时浇水养护。
2.5 承台施工
切割钢护筒、凿除桩头、绑扎承台钢筋、布置冷却水管、墩身预埋钢筋、安装承台模板、浇注承台砼。
2.6 钢板桩围堰变形监测
（1）测点布置
在钢板桩围堰每边的中点布置1个监测点，每根内支撑中点布置1个监测点，共布置9个监测点。
（2）测量方法
采用全站仪进行钢围堰监测点的监测，监测内容包括钢板桩围堰的垂直度及平面位置，内支撑的竖向变形及平面位移。
（3）监测频率
围堰监测频率为：每天一次；每次监测完成后及时整理分析测试数据，并绘制相应的折线图反映监测结果，按照钢板桩计算的理论允许变形与实测值进行对比，可以有效地起到结构安全预警的作用。
当两次沉降值相差大于4mm时，应加大观测频率。钢板桩水平位移累计达到50mm、沉降量累计达到40mm或沉降速率达到3mm/d之任一条件时，应及时报警，向项目部及监理单位报告，以便及时采取加固应对措施，使其满足结构的安全性后，方可继续施工。
2.7 钢板桩围堰的拆除
（1）施工完加台砼和墩身砼（墩身出水）后，往围堰内灌水，保持围堰内外水头基本一致，拆除第一层内支撑（斜撑）和圈梁。
（2）内支撑和圈梁全部拆除后，进行钢板桩的拔除。按与打桩顺序相反的次序（即利用主栈桥和支栈桥拔除靠近栈桥侧的钢板桩后，再利用河岸场地拔除远离栈桥侧的钢板桩），逐根拔出。
（3）钢板桩拔除方法：先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，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，停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩拔出来。
3结束语
通过新建广州南沙港铁路站前工程NSGZQ-3标西江特大桥355#墩钢板桩围堰施工，我们不难发现，材料控制、插打顺序、圈梁和内支撑安装、围堰止水和变形监测是钢板桩围堰施工质量的关键因素。施工时，只要选好材料，根据实际情况正确确定插打顺序，及时安装圈梁和内支撑，做好围堰止水措施，同时加强变形监测就能对钢板桩围堰施工质量进行控制。
参考文献：
[1] 新建铁路广州南沙港铁路西江特大桥工程355#墩围堰结构图
[2] TB10002.5-2005铁路桥涵地基和基础设计规范
[3] TB10415-2003铁路桥涵工程施工质量验收标准
[4] TZ203-2008客货共线铁路桥涵工程施工技术指南
[5] TB1002.2-2005铁路桥涵钢结构设计规范
[6] GB50205-2005钢结构工程质量验收规范
论文作者:陈斌韬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
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