漳江湾特大桥主墩承台钢板桩围堰关键施工技术分析

林东发（漳州市通顺交通建设有限公司，漳州363000）

漳江湾特大桥主墩承台钢板桩围堰关键施工技术分析

林东发
（漳州市通顺交通建设有限公司，漳州363000）

根据漳江湾特大桥主墩承台所处的地质水文等特点，采用钢板桩围堰支护施工桥墩承台的方案，阐明了海上钢板桩围堰施工、围堰水下封底混凝土等关键施工技术，为该类项目工程提供参考。

钢板桩围堰水下封底混凝土钢板桩插打预防措施

0 引言

随着经济的发展和社会环境的要求，我国跨海桥梁建设步伐大大加快。跨海桥梁相对于内河桥梁建设条件的最大区别在于施工水域受海洋潮汐影响，每天要经历两个涨落潮，水文条件复杂，这个给桥梁的水中承台施工提出了新的难题。水中承台施工通常采用的支护挡水形式为双壁钢围堰、钢板桩围堰、钢吊箱等。在浅水近滩水域，钢板桩围堰以其施工速度快、施工设备要求低且不受潮位影响、止水性能好、整体刚度强、回收率高、方便防撞护舷安装且施工成本较低等特点得到越来越多的应用。

1 工程概况

漳江湾特大桥是漳州沿海大道（纵一线）工程中关键性的控制节点工程，跨越3.5公里的漳江海域，分为北引桥、主航道桥、南引桥三个部分，其中主航道桥为C55预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为（83+150+83）m，如图1所示。

24、25#主墩为分离式高桩承台基础，承台尺寸14.2m×10.2m×3.5m，配6根直径为2.2m的钻孔灌注桩，顺桥向布置两排、横桥向布置三排，如图2所示。承台底标高-2.5m，海底标高分别为-4.88m和-5.9m。

桥位处受不规则半日潮影响，每天两轮涨落潮，根据历史统计，最高潮位为+2.5m，最低潮位-2.4m，最大潮差为4.3m。

图1 主航道桥桥型布置图（单位：cm）

2 钢板桩围堰施工

通过成本、工期等对比，选用21mSP-IVw型钢板桩进行主墩承台围堰施工。主墩左右幅两个承台设置成一个整体式围堰，围堰距承台边为1.75m，围堰尺寸为35.42m×13.84m，顶标高为+6.5m，底标高为-14.5m，采用双拼HW 588型钢设置两层围凛，采用1m厚C25水下混凝土封底，围堰的布置形式见图3。

2.1 钢板桩围堰施工设备选取

钢板桩插打振动锤根据钢板桩受土体侧摩阻力选择：钢板桩入土最大长度为9.6m，SP-IVw型钢板桩截面积为135.3cm2，厚度1.8cm。钢板桩的侧摩阻力为×2×(8.4×10+25×1.2)=171kN，DZ40振动锤满足施工需求。根据单块钢板桩及振动锤重量选用50t履带吊作为吊装设备。

2.2 钢板桩围堰主要施工方法

钢板桩围堰施工时，以围檩作为钢板桩施打的内导向，用定位卡板作为外导向。先利用钢护筒安装悬臂挂腿（如图4），在挂腿上施工钢围檩，利用双层定位卡板（如图5）定位钢板桩，达到钢板桩精确定位的目的。

2.2.1 钢板桩插打方法

按照逐片插打，逐渐纠偏，分阶段插打的方法进行钢板桩的插打施工。钢板桩在三条非合龙边先插打至设计标高，在合龙边（包括两条角桩）先将钢板桩逐块插打入土，其插打深度保证其受潮水作用能保持自身稳定，直至合龙，再逐一第二次复打至钢板桩设计标高。

图2 主墩承台一般构造图（单位：cm）

图3 主墩钢板桩围堰布置图（单位：cm）

2.2.2 钢板桩插打次序

在受潮水影响的海水中插打钢板桩，受两个流向影响，为了减少水流阻力，上下游侧面在低平潮或高平潮时施工，其他时段施工侧面，合龙口设置在边长较短一侧，在低平潮水位时合龙，以保证其垂直准确。

钢板桩围堰在合龙时，两侧锁口不尽平行，两端相距在一定范围内时，可采取手拉葫芦或滑轮组等工具进行调整。

2.2.3 施工预防措施

钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏，但是如果施工过程中钢板桩的质量、插打垂直度等存在问题，钢板桩围堰会在锁口位置出现渗漏，可采取如下措施进行预防和处理。

（1）施工过程中的措施

施工过程中加强对锁口的检查，用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验，检查钢板桩锁口松紧程度，过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏；施打前在钢板桩锁口内抹黄油等润滑剂；施打时控制好垂直度，不得强行施打、损坏锁口。

（2）施工后的渗漏处理

抽水后发现钢板桩锁口漏水不太严重时，可用橡胶止水带对渗漏位置填堵。对于低潮后不渗漏但高潮时渗漏较大时，则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵；渗漏严重时，在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物（如木屑、炉渣、谷糠等），内侧用橡胶止水带在板内侧嵌塞。

图4 悬臂挂腿

图5 定位卡板

钢板桩插打完毕后进行体系转换，使用牛腿将围凛系统固定在钢板桩上，解除悬臂挂腿，完成体系转换。

封底混凝土底标高为-3.5m，根据河床标高，需要回填粗砂至封底混凝土底标高以下30cm即-3.8m处。

3 围堰封底施工

3.1 封底混凝土性能要求

封底混凝土通过与桩基钢护筒的握裹力来平衡钢板桩围堰所受的浮力及上部承台混凝土的施工荷载，通过对比分析计算选用C25水下混凝土，封底混凝土厚度为1m，方量为490m3。

随着高校连年扩招，高校学生人数也在不断增加，从而出现辅导员人数与学生人数比例严重失衡的现象。由于辅导员人数比学生人数少，所以辅导员的工作量很大，早已超出了承受能力，这在一定程度上阻碍了学生管理工作的顺利开展。从目前来看，辅导员主要来自于毕业留校的大学生，这些大学生都还尚未涉足社会，所以，他们缺乏一定的工作经验，不利于学生管理工作的顺利开展。

封底混凝土在满足混凝土强度要求的情况下，以粘聚性、流动性、缓凝时间为基本要求，490m3混凝土采用两台天泵浇筑预计完成时间为7小时，混凝土的性能要求如表1所示：

表1 混凝土性能指标表

3.2 封底混凝土施工

3.2.1 封底砼导管选择及布置

导管直径Φ300mm，采用快速接头的导管。导管使用前进行水密试验；导管安装中，每个接头需预先进行检查，固定完成后导管底口离围堰底部10～15cm。

根据围堰和钢管桩的分布情况，参照其它桥梁中封底砼浇注经验，封底混凝土流动半径按4m考虑，并在混凝土难以流动的边角加布。按该原则进行布置导管布置如图6所示，共2台天泵对称浇筑，共布置14个主浇筑点，每台天泵负责7个浇筑点，需要14套导管，每根导管长11m。

3.2.2 封底混凝土施工

围堰封底选择在退潮时开始施工，使封底混凝土浇筑过程中围堰内水头高于围堰外部，减少钢板桩漏水缝隙对封底混凝土的冲刷。

（1）封底混凝土首封浇注

在导管作用半径取4m、导管直径取300mm、首批混凝土灌注高度按0.7m考虑时，计算得：V＝h1πd2/4＋Hc· πR2/3=11.8m3，选用12m3容积的大料斗。大料斗支撑在型钢封底平台上，移动时为空斗，采用50t履带吊移动。首封采用拔塞法施工：料斗内洒水润湿后，用塞子堵住下料管口并用履带吊小钩挂住塞子，天泵泵送砼至大料斗贮料，当大料斗内充满砼时，起小钩拔塞，同时向料斗连续不断泵送混凝土，完成首封后，继续浇筑混凝土至设计标高，14个浇筑点均需进行首封。

图6 围堰封底布料点布置

（2）封底混凝土测量

封底混凝土施工前，在混凝土流动半径边缘处及混凝土难以流到的死角处设置测量观测点。浇注混凝土时作好测量基准点标高、导管原始长度、导管离基坑底部距离等记录，在每个浇筑点首封完成后及时用测绳进行测量，记录好混凝土的上升高度、导管的埋深及混凝土的流动半径等信息。

（3）封底混凝土正常浇筑

在导管能正常下料的情况下，不用提升导管。若由于混凝土压力不够导管无法下料，在控制好料斗混凝土方量不超过履带吊吊重的情况下利用履带吊对导管进行提升，每次提升的高度不宜超过20cm。在正常浇筑时对各浇筑点的周围加强测量，避免混凝土出现超灌现象。

（4）封底混凝土终浇

根据现场各测点的实测混凝土面高程，确定该点是否停止浇筑。在封底混凝土浇筑结束前，测量人员对围堰内的所有混凝土面进行全面的测量，重点测量部位为护筒周边、导管作用半径相交处、围堰内侧转角等部位，根据结果对未达到设计标高的位置采取补充浇筑，保证封底厚度达到设计要求，当所有测点均符合要求后，停止混凝土的浇注，取出导管，冲洗置放。

3.2.3 封底混凝土取样及抽水

混凝土浇筑过程中，制作3组混凝土试块，为保证同条件性，混凝土试块不做振捣并将其放置在同深度的海水内，分别养护3d、5d、7d后在试验室进行检验，达到设计强度后方可进行围堰抽水施工。

钢板桩围堰封底混凝土强度达到要求后，进行抽水。抽水过程中观测围堰变形情况，围堰变形过大、突然发生变形或有异常声响，停止抽水，分析原因，处理完成后再进行施工。同时观察钢板桩侧壁有无漏水现象，漏水应及时采用前述措施进行封堵。

抽水完毕后，凿除桩头超灌部分，分别在四个角点和四周预留集水坑与集水槽，浇筑30cm调平层混凝土，进入承台主体施工工序。

4 结语

在浅滩涨落潮海域，通过研究比选，选择单体重量小、利于周转的钢板桩围堰进行承台施工，达到最佳的施工便利性与经济性。漳江湾特大桥主墩钢板桩围堰已完成封底后抽水工作，正在绑扎承台钢筋。从钢板桩围堰封底效果来看一次性成功封底，抽水后无渗漏，钢板桩围堰结构稳定可靠；两个间距较小的分离式承台采用一个整体式围堰，增加施工的便利性，不仅为本项目解决了实际问题，也为其他类似项目提供了借鉴。

［1］JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].中国建筑工业出版社，2012，10.

［2］JTJ/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011，11

［3］GB/T50080-2002，普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].中国建筑工业出版社，2003，6