浅谈钢板桩围堰在水中承台施工中的应用

许赐福

合诚工程咨询集团股份有限公司（361000）

浅谈钢板桩围堰在水中承台施工中的应用

许赐福

合诚工程咨询集团股份有限公司（361000）

这里通过漳州市开发区双鱼岛陆岛连接桥工程P3承台钢板桩围堰的施工过程及施工技术要点，检验水中承台钢板桩施工围堰方案的可行性。总结施工经验，从承台的施工过程、施工顺序到施工注意要点进行详细的阐述，为水中承台的施工提供较有价值参考和借鉴。

钢板桩围堰；水中承台施工；应用

1 工程简介

漳州市开发区双鱼岛陆岛连接桥工程路线始于南炮台和高尔夫球场间的南滨大道，与南滨大道南段平交，止于双鱼岛主干道，与主干道平交。陆岛连接桥为海上斜拉桥，路线全长685.44 m，包括北引桥330.64 m（6 m×30 m+5 m×30 m现浇混凝土连续箱梁），主桥204 m（36 m+66 m+66 m+36 m独塔斜拉桥），南引桥150.8 m（5 m×30 m现浇混凝土连续箱梁）。

P3右幅承台设计参数：5.5 m×6.0 m×2.5 m，承台顶高程：-1.0 m、承台底标高为-3.5 m。混凝土为C40海工混凝土80.5 m3，钢筋保护层厚度为95 mm。如图1所示。

图1

2 施工准备工作

清理出砂被堤中围堰位置的石块、礁石及桩基队伍施工遗留物、钻孔泥渣的换填、转运、泥浆池的清理和回填。准备好围堰、承台施工必要的机械设备。

3 施工工艺及施工方法

3.1 施工工艺流程

3.2 施工方法

3.2.1 钢板桩加工

首先割出钢板桩吊装孔，在夹头位置焊接一块20 cm×25 cm钢板加固处理，将两片钢板桩按直角焊接成整体，作为围堰角桩。

图2 施工工艺流程图

3.2.2 导向架施工

测量放好围堰角点，根据角点护桩确立角点位置，然后进行钢板桩导向架的施工。

在各边线两侧施打3根钢板桩作为导向桩（距离大概1.5 m左右），采用工字钢将对应导向桩连接成整体。导梁固定其上（中间预留37 cm空隙，考虑钢板桩偏位3 cm），形成导向架。

将钢板桩吊入两导梁中后，将定位框焊在导梁上，来保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙面的平整度。控制要点：1）预先进行围堰位置的试桩，每边四个点，摸清围堰所在区域的地质情况；2）提前清理表层回填土石，在施工围堰边平整一块机械作业的场地，场地须平整、稳固，并根据试桩情况开挖出埋深较浅的石块；3）首次放点后，拉设护桩并对其进行保护，避免开挖后的角点误差；4）当承台底以内位置有埋藏较深的孤石，采用避开或者大面积开挖的办法提前进行处理。

3.2.3 钢板桩施打

首根钢板桩的施打至关重要，其垂直度直接影响到后续钢板桩的施打。钢板桩在施打过程中，虽有首桩的导向作用，但其在施打过程因石块或者受力不均造成钢板桩倾斜。施打前先调整板桩的垂直度，在施打过程中观测垂直度，发现有倾斜要及时调整。

钢板桩起吊时，先用25 t汽车吊将板桩竖立，顺着已施打的钢板桩槽口插入，70 t履带吊将振动锤夹住板桩开始施打。当首根钢板桩或者定位桩施工时则用70 t履带吊吊起振动锤夹住钢板桩移至指定位置施打。在原钢板桩槽口上对接槽口时，在原槽口割个倒角，以便更顺利地进行对接。

角桩由两片钢板桩焊接而成，施打时摩擦力大，其顶部相对过高，影响下根钢板桩的插打。先插打角桩边的两根钢板桩至同角桩高层，将两片焊接成整体，插打第二片带动第一片同步至设计高程。遇到软弱地质时，后施工的钢板桩与原钢板桩的摩擦力牵引已达设计高程的原钢板桩下沉，必要时将原钢板桩与导梁或者前根钢板桩焊接成整体，增加稳固性，防止桩顶高程不够。

钢板桩在反复插打或久振的情况下，桩与桩之间的摩擦力很大，板桩间的槽口接触面很容易发热变形引起脱槽。所以在施打过程中对久振的钢板桩均要浇水降温，起到保护钢板桩的作用，同时水顺着槽口往下流动，减少了摩擦力使插打更顺利。

3.2.4 钢板桩合拢

在施打过程中经常会出现脱槽，发现脱槽时应马上停止施打，并将钢板桩拔出，重新对槽施打。如重新施打依然出现脱槽，则应停止施打，并检查钢板桩的槽口是否有变形，槽口变形的应换桩重打。

钢板桩围堰合拢前，应对未插打的若干钢板桩进行间距及倾角调整，以满足最后一根钢板桩的顺利插打。

P3承台在合拢前的数据分别是：上口距离85 cm，刚好是两根板桩的大小；垂直度：南侧垂直，北侧板桩斜率3.9%，形成上口小下口大，下口比上口大47 cm，故采取异形桩将合拢前的两侧钢板桩补直。

3.2.5 基坑开挖

围堰内主要是砂土，分三层开挖。采用长臂挖机进行开挖，上、中层仅长臂钩机即可完成作业，但下层因有桩头及围檩的阻碍,需人工配合清理边角。

3.2.6 围檩制作及安装

分层基坑开挖完后，测量出围檩位置的实际尺寸，对加工好的围檩进行修剪。在钢板桩上焊牛腿，其上搁置已验收完的围檩，然后对各拼接位置进行满焊。

根据实际围檩位置的长度，将整根钢管按45°切成两部分，拼装后进行修整，保证支撑钢管与围檩上的钢板达到紧密接触，在将其满焊，并设置加劲板。

由于仅单层导向架及钢板桩托槽、偏位严重等原因，导致钢板桩横向的倾斜，围檩位置不能确保所有凹面钢板桩均在同一条线上，故在围檩与钢板桩空隙中增加型钢支垫,以满足围堰的受力整体性。

3.2.7 围堰止水

P3右幅钢板桩围堰共4个位置漏水，分别每个面一个点，均因钢板桩脱槽引起。根据托槽及漏水位置的开口情况采用了钢筋焊塞及钢管引流、型钢封堵的办法解决漏水问题。

3.2.8 桩头处理

保证不破坏预留混凝土位置的保护层，整平桩头，露出新鲜混凝土，平整度在10 mm内。及时清理出碎渣，测量监控桩顶高程，保证桩顶混凝土在同一平面。

3.2.9 垫层浇筑

①根据基底地质情况确定垫层混凝土厚度；②垫层四边尺寸均比承台尺寸大50 cm，用于立模板；③控制垫层顶面标高,不高于承台设计底面；④在围堰四边设置排水沟，并预留集水井。

3.2.10 钢筋绑扎

在垫层上放出承台中轴线，跟踪保护层厚度、钢筋间距，对钢筋上泥土及焊渣进行清除。

3.2.11 模板安装

承台模板采用定型钢模板，高度平齐承台顶标高。承台模板配置三层拉杆，顶层拉杆为普通拉杆，其余拉杆应加塑料套管,前后左右均对应对拉，保证模板的稳定性，模板四周用钢管支撑在钢板桩上。

3.2.12 混凝土浇筑

承台混凝土浇筑采用泵送浇筑。混凝土从桩头、墩柱位置放料，有效地保证了桩头、墩柱位置混凝土的质量，同时通过循环、分层底进行各点的布料，保证了各层各部位的混凝土均匀。

混凝土的振捣采用D50振动棒，在承台各边线、桩头、墩柱位置均做了加强振捣，保证了集中受力位置的混凝土密实度及质量。

3.2.13 冷却、养护

在混凝土初凝时进行大体积混凝土的循环冷却工作，采用外保内降的方法，水泵将自来水桶中的水引至冷却管中，然后回流至自来水桶，通过不断往自来水桶中添加冷水，达到控制温差及冷却混凝土的效果。 在冷却系统出口位置将温水喷射至混凝土表面,通过土工布引流至承台的各个侧面，达到对混凝土养护的作用。

[1]JTG/TF 50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].中华人民共和国行业标准.北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTG F 80/1—2004,公路工程质量检测评定标准（土建工程）[S].中华人民共和国行业标准.北京：人民交通出版社, 2004.

[3]福建省高速公路建设总指挥部《福建省高速公路施工标准化管理指南（桥梁）》[M].人民交通出版社,2010,4(第1版).

[4]公路水运工程施工安全标准化指南[M].北京：人民交通出版社,2013.