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【摘 要】钢板桩围堰在桥梁深水基础中有着广泛的应用。其施工方法分为先支法和后支法。本文从理论出发，结合A大桥工程，对现有钢板桩围堰施工工艺进行了改进。具体从拼装下层围檩支撑框架并沉放、安装上层围檩支撑框架、钢板桩围堰施工、承重体系转换等方面综合进行论述。
【关键词】深水区；钢板桩；先支法；施工工艺
A大桥深水区整体式承台，结构形式为矩形倒椭圆端形，长25.03米，高3米，承台顶标高为+2.5m，底标高为-0.5m，其中整体式承台宽6.6米，基础为10根直径1.6m钻孔灌注桩；由于地处浅海区，承台基础施工主要受涨落潮影响。地质揭露层表现为流塑状淤泥，粘性较好，土质较均匀。承台所在位置水深为6.5～8.6m。为了保证围堰的施工安全性及提高深水区承台施工效率，采取钢板桩围堰对深水区承台范围进行基坑支护，堰内控制水位，借助钢护筒搭设承台浇注支架。钢板桩围堰的施工采用先支法，即设置先支围檩两道：底围檩为钢筋混凝土预制梁与型钢围檩所组成的支撑框架；顶围檩为型钢加工而成的支撑框架。钢筋混凝土预制梁充当承台支架的承重梁，并放置在护筒的承重牛腿上，预制梁上放置预制板，为承台施工提供施工平台。围堰施工完成如图1所示。
图1 围堰施工完成示意图
1 安装下层围檩及支撑
1. 1 预制钢筋混凝土梁、板
每个深水区整体式承台有5榀钢筋混凝土预制梁，10块钢筋混凝土板。钢筋混凝土梁呈井字型，其中预制板中央、纵梁1与纵梁2之间为钻孔灌注桩的钢护筒。预制梁，预制板示意图如图2所示：
图2 预制梁、预制板示意图
钢筋混凝土梁、板的预制加工均在现场进行，所用的模板采用小块组合木模板，生产过程中按照先绑扎钢筋，根据护筒偏位确定梁体吊点预埋孔的位置，再安装模板的顺序进行。
1.2 安装临时施工平台
临时施工平台是在水面以上为拼装预制梁和型钢围檩，形成预制梁及支撑框架的临时结构物。临时施工平台由三角支架加工而成，横梁为双拼工32型钢，压杆为双拼工10型钢，预制钢筋混凝土梁、板的同时，在承台桩基护筒+2.50的标高上焊接成型。
1.3 拼装预制梁及支撑框架并沉放
1.3.1 拼装预制梁及围檩
临时施工平台完成后，将达到强度要求的预制梁使用汽车吊安装到施工平台上。安装时，预制梁的横梁轴线保持在一条直线上。预制梁施工完成后拼装双拼工40围檩，围檩与预制梁间使用双拼工25焊接相连。
1.3.2 沉放前的准备工作
预制梁及支撑框架利用在钢护筒上放置挑梁作为临时承重梁，使用吊杆及液压千斤顶进行框架沉放施工，为保证后续承重牛腿安装方便，支撑框架下放前，在对应位置上将承重牛腿反挂于预制梁下方。
1.3.3 预制梁及支撑框架的沉放
预制梁及支撑框架的下放是通过6个75吨穿心千斤顶实现的，为保证支撑框架的准确下放，在钢护筒上焊接导向架。下放过程中专人指挥，6台千斤顶同步下放，每下放12cm应进行一次标高调整，以确保各点同步均匀受力。底梁下放过程中，由测量员测量工10限位型钢的顶标高，以确定支撑框架下放到位。支撑框架下放到位后，固定吊杆螺帽，并拆除千斤顶。
2 安装上层围檩及支撑，并进行钢板桩围堰施工
2.1 安装上层围檩及支撑
根据工10型钢限位，在护筒上安装导向架，导向架可由临时施工平台的三角架代替。根据导向架及限位，安装双拼工32围檩及支撑。
2.2 钢板桩围堰施工
钢板桩围堰的尺寸为26.76m×9.00m，选用拉森U型NSP-IVw-600且长为18m、23m的钢板桩。
2.2.1 钢板桩施工前准备工作
首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號、规格、数量的钢板桩。
钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将锁口碰坏。
桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。转角处采用90度的转角桩。
2.2.2 钢板桩施工过程控制
待上层围檩安装完毕后，开始进行钢板桩插打。钢板桩从围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在下游合拢。最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完毕后，即与围檩焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2～3m，待所有钢板桩插打完毕后再依次打到设计标高。钢板桩合拢通过精确计算，确定合拢口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。为保证围堰在淤泥层上有较好的稳定性，经计算，每隔4块18m的钢板桩插打一块23m的加长钢板桩。
3 承重体系的转换
钢筋混凝土预制梁不仅是围堰支撑，而且还是承台施工时的承重梁，在围堰施工过程中，底架的重量由挑梁和吊杆承担。由于承台施工时需要割除护筒，因此需要对承重体系进行转换，将施工荷载及结构荷载转由承重牛腿承担。
3.1 围堰抽水、堵漏
围堰抽水堵漏前，先验收围堰第一道围檩的稳定性。验收通过后，使用两个7.5kW的潜水泵进行抽水，并由潜水工使用止水布条，对钢围堰外侧锁口进行堵漏施工。
抽水过程中，要时刻留意围堰的变形情况，如发现特殊情况，应及时停止抽水，并回补水头，待查明原因后，立刻采取加固措施。当堰内水位到达标高-2.00m时，加固下层围檩，并在围檩与钢板桩上加焊三角劲板。
3.2 焊接承重牛腿
当承台围堰水位降至-2.00m时，检查下层围檩的加固情况后，即可焊接承重牛腿。承台底架承重牛腿采用双拼H500型钢，长70cm，顶标高为-0.95m，沿横桥向每个护筒上分别安装两个。
施工时，使用吊车将反挂在预制梁下方的牛腿提起，施工人员利用反吊挂篮到梁下方进行安装、焊接。安装过程中要求牛腿顶面处于水平位置，并贴紧预制梁下放，焊缝饱满密实，确保牛腿满足受力要求。
验收牛腿焊接质量后，可进行承重体系的转换，即由挑梁及吊杆承重转换至牛腿承重。施工时，先拆吊杆，再拆挑梁，注意对吊杆螺母移动位置抹上黄油，以减小摩擦力。
在承重体系成功转换为牛腿受力后，深水区承台围堰先支法及牛腿支撑施工工艺即完成。接着可进行割护筒、凿桩头、安装预制板及浇筑找平层。当找平层完成浇筑后，即可进入承台的实体施工。
4 结语
该工程深水区承台采用的钢板桩围堰先支法和牛腿支撑施工工艺与钢套箱围堰相比具有工期短、施工成本低、工艺简单、占用水面较少、安全、施工风险易于控制等诸多优势；与型钢底架支撑施工工艺相比，节约了大量型钢等施工材料，减小了钢板桩围堰的变形和拆除型钢底架所带来的安全风险，同时降低了施工成本，缩短了施工工期。
参考文献：
[1]刘东羽；深水大承台钢板桩围堰施工方法[J]；山西建筑；2010年20期
[2]魏爱军；钢板桩围堰施工技术[J]；北方交通；2008年01期
[3]李清；中山小榄水道特大桥深水钢板桩围堰施工工艺[J]；科技风；2009年09期
【关键词】深水区；钢板桩；先支法；施工工艺
A大桥深水区整体式承台，结构形式为矩形倒椭圆端形，长25.03米，高3米，承台顶标高为+2.5m，底标高为-0.5m，其中整体式承台宽6.6米，基础为10根直径1.6m钻孔灌注桩；由于地处浅海区，承台基础施工主要受涨落潮影响。地质揭露层表现为流塑状淤泥，粘性较好，土质较均匀。承台所在位置水深为6.5～8.6m。为了保证围堰的施工安全性及提高深水区承台施工效率，采取钢板桩围堰对深水区承台范围进行基坑支护，堰内控制水位，借助钢护筒搭设承台浇注支架。钢板桩围堰的施工采用先支法，即设置先支围檩两道：底围檩为钢筋混凝土预制梁与型钢围檩所组成的支撑框架；顶围檩为型钢加工而成的支撑框架。钢筋混凝土预制梁充当承台支架的承重梁，并放置在护筒的承重牛腿上，预制梁上放置预制板，为承台施工提供施工平台。围堰施工完成如图1所示。
图1 围堰施工完成示意图
1 安装下层围檩及支撑
1. 1 预制钢筋混凝土梁、板
每个深水区整体式承台有5榀钢筋混凝土预制梁，10块钢筋混凝土板。钢筋混凝土梁呈井字型，其中预制板中央、纵梁1与纵梁2之间为钻孔灌注桩的钢护筒。预制梁，预制板示意图如图2所示：
图2 预制梁、预制板示意图
钢筋混凝土梁、板的预制加工均在现场进行，所用的模板采用小块组合木模板，生产过程中按照先绑扎钢筋，根据护筒偏位确定梁体吊点预埋孔的位置，再安装模板的顺序进行。
1.2 安装临时施工平台
临时施工平台是在水面以上为拼装预制梁和型钢围檩，形成预制梁及支撑框架的临时结构物。临时施工平台由三角支架加工而成，横梁为双拼工32型钢，压杆为双拼工10型钢，预制钢筋混凝土梁、板的同时，在承台桩基护筒+2.50的标高上焊接成型。
1.3 拼装预制梁及支撑框架并沉放
1.3.1 拼装预制梁及围檩
临时施工平台完成后，将达到强度要求的预制梁使用汽车吊安装到施工平台上。安装时，预制梁的横梁轴线保持在一条直线上。预制梁施工完成后拼装双拼工40围檩，围檩与预制梁间使用双拼工25焊接相连。
1.3.2 沉放前的准备工作
预制梁及支撑框架利用在钢护筒上放置挑梁作为临时承重梁，使用吊杆及液压千斤顶进行框架沉放施工，为保证后续承重牛腿安装方便，支撑框架下放前，在对应位置上将承重牛腿反挂于预制梁下方。
1.3.3 预制梁及支撑框架的沉放
预制梁及支撑框架的下放是通过6个75吨穿心千斤顶实现的，为保证支撑框架的准确下放，在钢护筒上焊接导向架。下放过程中专人指挥，6台千斤顶同步下放，每下放12cm应进行一次标高调整，以确保各点同步均匀受力。底梁下放过程中，由测量员测量工10限位型钢的顶标高，以确定支撑框架下放到位。支撑框架下放到位后，固定吊杆螺帽，并拆除千斤顶。
2 安装上层围檩及支撑，并进行钢板桩围堰施工
2.1 安装上层围檩及支撑
根据工10型钢限位，在护筒上安装导向架，导向架可由临时施工平台的三角架代替。根据导向架及限位，安装双拼工32围檩及支撑。
2.2 钢板桩围堰施工
钢板桩围堰的尺寸为26.76m×9.00m，选用拉森U型NSP-IVw-600且长为18m、23m的钢板桩。
2.2.1 钢板桩施工前准备工作
首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號、规格、数量的钢板桩。
钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将锁口碰坏。
桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。转角处采用90度的转角桩。
2.2.2 钢板桩施工过程控制
待上层围檩安装完毕后，开始进行钢板桩插打。钢板桩从围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在下游合拢。最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完毕后，即与围檩焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2～3m，待所有钢板桩插打完毕后再依次打到设计标高。钢板桩合拢通过精确计算，确定合拢口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。为保证围堰在淤泥层上有较好的稳定性，经计算，每隔4块18m的钢板桩插打一块23m的加长钢板桩。
3 承重体系的转换
钢筋混凝土预制梁不仅是围堰支撑，而且还是承台施工时的承重梁，在围堰施工过程中，底架的重量由挑梁和吊杆承担。由于承台施工时需要割除护筒，因此需要对承重体系进行转换，将施工荷载及结构荷载转由承重牛腿承担。
3.1 围堰抽水、堵漏
围堰抽水堵漏前，先验收围堰第一道围檩的稳定性。验收通过后，使用两个7.5kW的潜水泵进行抽水，并由潜水工使用止水布条，对钢围堰外侧锁口进行堵漏施工。
抽水过程中，要时刻留意围堰的变形情况，如发现特殊情况，应及时停止抽水，并回补水头，待查明原因后，立刻采取加固措施。当堰内水位到达标高-2.00m时，加固下层围檩，并在围檩与钢板桩上加焊三角劲板。
3.2 焊接承重牛腿
当承台围堰水位降至-2.00m时，检查下层围檩的加固情况后，即可焊接承重牛腿。承台底架承重牛腿采用双拼H500型钢，长70cm，顶标高为-0.95m，沿横桥向每个护筒上分别安装两个。
施工时，使用吊车将反挂在预制梁下方的牛腿提起，施工人员利用反吊挂篮到梁下方进行安装、焊接。安装过程中要求牛腿顶面处于水平位置，并贴紧预制梁下放，焊缝饱满密实，确保牛腿满足受力要求。
验收牛腿焊接质量后，可进行承重体系的转换，即由挑梁及吊杆承重转换至牛腿承重。施工时，先拆吊杆，再拆挑梁，注意对吊杆螺母移动位置抹上黄油，以减小摩擦力。
在承重体系成功转换为牛腿受力后，深水区承台围堰先支法及牛腿支撑施工工艺即完成。接着可进行割护筒、凿桩头、安装预制板及浇筑找平层。当找平层完成浇筑后，即可进入承台的实体施工。
4 结语
该工程深水区承台采用的钢板桩围堰先支法和牛腿支撑施工工艺与钢套箱围堰相比具有工期短、施工成本低、工艺简单、占用水面较少、安全、施工风险易于控制等诸多优势；与型钢底架支撑施工工艺相比，节约了大量型钢等施工材料，减小了钢板桩围堰的变形和拆除型钢底架所带来的安全风险，同时降低了施工成本，缩短了施工工期。
参考文献：
[1]刘东羽；深水大承台钢板桩围堰施工方法[J]；山西建筑；2010年20期
[2]魏爱军；钢板桩围堰施工技术[J]；北方交通；2008年01期
[3]李清；中山小榄水道特大桥深水钢板桩围堰施工工艺[J]；科技风；2009年09期