水下承台钢板桩围堰施工及施工重点探讨

■冯志国 ■国家林业局昆明勘察设计院，云南 昆明 650216

在一些建筑工程项目施工中，需要修建水下承台。由于施工环境位于水下，其具有一定的施工难度。比如桥梁桥墩施工，其桥墩承台就位于水中。利用钢板桩围堰进行水下承台施工，不仅具有显著的止水性，还具有很高的回收率。

1 钢板桩围堰施工技术

钢板桩围堰是一种使用较为普遍的板桩围堰，在水下施工中具有广泛应用。钢板桩围堰的优点明显:防水能力强;围堰强度高;回收率高可重复使用。

钢板桩是一种具有锁口的型钢，具有Z 形、槽形以及直板形等截面形状，联锁形式和尺寸大小均多种多样，常用的有克拉万纳式和拉尔森式［1］。

在水下承台的施工过程中，使用钢板桩围堰应该注意以下几个施工技术要求。第一，在水下承台的施工过程中，钢板桩围堰的高度应该超出最高水位0.5～1m;第二，围堰外形选择应该对水深进行充分考虑。不仅如此，还需将水流对河床、围堰的冲刷作用全部考虑在内;第三，钢板桩围堰内部平面尺寸必须符合施工要求;第四，防水性能要好，避免渗漏问题出现;第五，如果钢板桩围堰的外坡面存在冲刷威胁，那么应该在外坡面设置一定的防冲刷设施。

钢板桩围堰只是围堰的一种形式，除此之外还有很多其他形式的围堰，不同形式围堰的使用范围是不一样的。比如，土石围堰适用于水深不大于1.5m，水速不超过0.5m/s 的水环境施工［2］。板桩围堰使用与深水或基坑、水速较大的河床、对防水要求高等水环境施工中。

2 钢板桩围堰在水下承台施工中的实际应用

2.1 工程介绍

已知有某桥梁建设工程，主桥结构为177 +428 +177 三跨连续梁。该桥梁工程的5#和6#桥墩位于河道中，使用了36 根直径为2.6m 的桩和水下承台构成桥墩。承台的基本尺寸为6m ×48.3m ×34.7m，底面高程为-2.04m，在铺设0.5m 厚的垫层之后，垫层标高达到了-2.54m。在水下承台的施工过程中，河道最高水位是7.53m，平均水位高度为5.78m，最低水位为4.4m，河道水流速度一般保持在1.2m/s 左右。在施工期间，河道水位处在6.9m 左右。5#和6#承台的施工地层条件较为复杂，属于下伏基岩、粉砂质泥岩残积土层、河流相冲积砂层。通过施工勘察的结果显示，施工地层从上到下的基本构成为淤泥、细砂、粗砂、粘土、泥岩等。

2.2 施工方案和难点

根据工程施工的实际环境，对5#和6#桥墩的施工决定采用钢板桩围堰的方式进行施工，同时取消混凝土封底。选择这一施工方案的理由有四点:第一，在施工要求和实际施工条件下，钢板桩围堰是最好的施工选择，能够在施工中起到良好的堵水效果，保证承台施工正常进行。第二，为了节约成本、缩短施工工期，取消混凝土封底。如果进行封底，根据工程实际需要设置2.7m 后的混凝土封底，则每个承台将会多出超过4000m2的混凝土用量。这不仅增加了施工成本，更延长了施工工期;第三，取消混凝土封底，水下承台施工的隐蔽性得以弱化，质量控制和工序衔接更加顺畅，有效提升施工效率;第四，由于存在船只穿行，其产生的波浪会冲击封底，使钢板桩围堰出现晃动，降低钢板桩围堰的防水性能。

虽然初步确定了施工方案，但是对施工方案进行深入剖析，就可以发现其中存在一些施工难点。第一，围堰尺寸巨大，而钢板桩的插入深度较浅，在不进行封底的背景下，围堰的稳定性和结构是否可靠，还需要进一步验证。第二，施工地层的地质条件复杂，不进行封底，如果出现绕渗、管涌该如何处理。第三，由于河道具体环境，渗漏问题是无法避免的。那么渗漏量会有多大，如何进行封堵都是需要进一步考虑的。

对于这些施工难点，在经过多方论证之后，拿出了具体的解决措施。首先，使用2156c 工字钢作为围堰的内支撑，按照围堰布置方案进行布置［3］。其次，向围堰内填石粉，设置反滤层来防治绕渗、管涌等问题。最后，处理钢板桩间隙、利用抽水泵进行抽水。通过这三个方面的措施，就可以有效解决承台施工中的施工难点。

2.3 钢板桩围堰施工的策略和步骤

根据实际施工经验而言，钢板桩围堰的施工策略很简明。首先是插入钢板桩进行合龙。其次是安装抽水泵进行抽水，水位降低后安装内支撑。再次是对钢板桩进行补漏处理和设置反滤层。最后是对围堰内部进行清基。根据工程实际而言，钢板桩围堰的施工可以按照下述步骤进行。

第一，插入钢板桩并合龙，再进行竖向支撑插打，并在低水位进行第一层围堰内支撑安装，同时清污至-4.04m。此后，抽水到5m 高度对钢板桩进行堵漏，同时内填石粉设置反滤层。

第二，抽水到2.9m 的高度，进行第二层内支撑安装。

第三，抽水到1.1m 的高度，进行第三层内支撑安装。

第四，抽水到-0.7m 的高度，进行第四层内支撑安装。

2.4 钢板桩打插与合龙

钢板桩打插一般是使用振动锤进行，振动锤的重量需根据实际需求选择，先将钢板桩的非合龙边打插至无明显下沉，再对合龙边进行打插。一般来说，钢板桩的打插顺序应该符合水流特点，从顺流一侧开始打插，从中心点逐步向上下游方向延伸，再进行转角打插。在进行钢板桩打插的过程中，需要对入岩深度、垂直度等基本数据进行详细记录，确保其满足设计要求。

2.5 支撑材料和施工

该工程的支撑可以分为四层，材料主要使用了2156c 工字钢，在每层的支撑架构上下设置16x580mm 的钢板构成箱型。支撑结构的高程从上至下以此为5.5m、3.4m、1.6m 和-0.2m，

在进行支撑施工时，需在钢板桩打插的同时进行支撑单元加工，以便在钢板桩打插结束后支撑施工可以迅速进行安装。一般来说，在第一层支撑完成安装前，就应该将后续层面支撑施工的相关材料和单元下放入睡，并且通过钢丝绳将其悬吊在安装高度位置。

3 水下承台钢板桩围堰的施工重点

在水下承台钢板桩围堰的施工过程中，需要注意的施工事项较多，只有加强对这些事项的控制，才能确保施工质量和安全。

(1)在进行钢板桩打插时，要严格按照施工图纸进行，确保钢板桩位置和打插深度符合设计要求。在进行打插的过程中，需要实时对钢板桩的垂直度进行检测矫正，避免其出现过大倾斜，防止出现渗漏问题。不仅如此，在打插桩体的过程中，还要尽量避免对上一桩体造成扰动。一旦出现较大偏移，则应该及时进行纠正并重新加固。

(2)对河道水流进行全面监测，避免水位涨落、水流冲刷对围堰施工形成负面影响。如果钢板桩连接处存在缝隙，则必然会出现渗漏。在水头较高的情况下，抽水难度将会大幅上升，因此需要做好钢板桩堵漏。

(3)对钢板桩的内部力作用进行监测，是安装施工的重要环节。通过检测钢板桩内部力作用，可以将某些位置的风险进行具化，使其通过相关监测数据得以反应表现，以便采取合理的应对措施。

(4)钢板桩堵漏是一项重要且颇具难度的工作，在该工程的施工中，主要是通过潜水员进行水下堵漏，利用棉絮对钢板桩的缝隙进行塞堵。由于水流冲击会导致棉絮脱落，因此需要在施工过程中不断进行堵漏。

4 结束语

水下承台在桥梁施工中普遍存在，需要通过钢板桩围堰进行承台施工。钢板桩围堰的施工较为复杂、难点较多，在实际施工中，需要从施工方案、步骤、材料、难点等方面出发，落实各个环节工作，确保水下承台钢板桩围堰施工安全可靠。

［1］陆淞.水下承台钢板桩围堰及施工重点［J］.交通企业管理，2015(04).

［2］王鼎.长沙湘府路湘江大桥深水基础承台钢围堰施工技术背景分析［J］.公路与汽运，2011(06).

［3］胡敏球.增江大桥水下承台钢板桩围堰的设计与施工［J］.公路与汽运，2012(07).