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本文结合工程实际，主要阐述单壁钢板桩围堰的施工工艺和方法。
2 工艺原理
单壁钢板桩围堰为承台及水下墩部分施工的防水围堰，是由单根钢板桩拼式而成，打入土中形成承载及挡水结构。由于其整体刚度较少，受力时变结构形较大，而且钢板桩缝之间漏水和水流绕过桩尖渗入堰内，可能会引起承台施工的抗浮和围堰内部土体的渗透变形等问题。针对不同的岩、土层类别、钢板桩类型号、内支撑体系及钢板桩渗水自愈机理、受力机理研究，得到了钢板桩的受力过程、强度及支撑体系安全系数的合理取值；通过设置封底混凝土，利用钢板桩打入地层以内，令其作为灌注封底混凝土的模板和封底混凝土共同起防水作用，使水上作业变为无水作业，由此解决了深水基础封底混凝土单壁钢板桩围堰设计、施工中关键技术问题。
3 工艺特点
3.1 “单壁钢板桩+钢支撑”的结构体系，采用标准和质量轻的钢构件组成，无需大型的水上起重及插打设备，便于安装及施工控制，降低了施工难度；钢支撑采用“角撑+对撑”结合，为承台施工预留了很大的空间，方便了施工。
3.2 通过设置封底混凝土有效地解决了围堰抗渗、抗浮托等技术难题，环保效益显著。
3.3 从上至下分层加支撑—分层抽水的“逆作法”施工工序，工序简明，便于施工管理。
3.4 钢板桩100%的回收率，提高了材料周转率；减少了用钢量及封底混凝土数量，节约了成本；便于施工，缩短工期。
3.5 围堰施工的一般要求
1、堰顶高度：宜高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）50cm~70cm,用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20cm~40cm；
2、围堰外形：应考虑围堰期间客流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及对航道、倒流、农用排灌等的影响；
3、围堰面积：应能满足基础施工的需要；
4、围堰断面：应能满足堰身强度和稳定（防止滑动、倾覆）的要求。
4 适用范围
在水深不超过15m、具有一定厚度弱水层的条件下的水深基础施工都可以采用单壁钢板桩围堰且由于此种围堰的支护结构为柔性体系，更适合在朝汐性河流或地下水位变化的地基条件下的基础施工，并通过计算分析采取封底的形式，可进一步提高钢板桩围堰的稳定性、安全性。
5 施工工艺流程及操作要点堰，以桥梁纵轴线为中心搭设6m宽车行栈桥与河岸相连。
墩柱施工在承台完成并回填基坑后拆除墩柱轴线位置支撑开始。墩柱模板考虑每节长度为3m，因此围堰支撑在水位以下的每层高度考虑为3m左右。每层支撑拆除前将围堰内灌水至拟拆除层支撑以下50cm高位置，以保证围堰内外的压力平衡。
根据地质资料，承台底标高在粉砂层内，考虑基坑开挖加深并浇注120cm厚C20水下混凝土封底。
根据地质、水文条件、河床高程以及承台设计高程情况，经过对水中承台施工的几种常用施工方法进行比选，认为该承台因需要进行基坑开挖采用套箱施工方法难以实现，然后进行沉井和钢板桩围堰方法的比较：沉井方案虽然可行，但不环保，制作下放周期太长，无法满足工期要求；钢板桩加支撑支护的围堰方案（以下简称钢板桩围堰），在施工方便性、节省工期等方面具有较大的优势，亦能做到安全可靠。因此选用钢板桩围堰方案。
6.3 围堰设计及施工工艺
6.3.1围堰设计
1、围堰材料
考虑钢板桩长度较长，选用截面刚度较大的拉森Ⅲ型钢板桩。
2、围堰边线
由于左右幅承台不在一条直线上，钢板桩沿单个承台布置，围堰边距离承台轮廓线最小距离为120cm。
3、标高
根据潮汐表，钢板桩围堰顶标高设为＋4m，高出最高潮水位80cm；钢板桩长度为18m，底标高－14m。
4、支撑
由于承台高度不大，仅为4m，为节约工期起见，缩短承台基坑开挖后的暴露时間，承台混凝土施工考虑一次完成。
围堰内土方开挖共设置三层内支撑。由于19＃、20＃墩承台标高不一致，支撑标高也有差别。其中19＃墩第一层支撑设在围堰钢板桩顶标高以下100cm标高＋3m位置，第三层支撑设在承台面标高以上60cm即标高－1.7m位置，第二层支撑设在标高＋1.0m位置；20＃墩第一层支撑设在围堰钢板桩顶标高以下100cm标高＋3m位置，第三层支撑设在承台面标高以上60cm即标高－3.0m位置，第二层支撑设在标高＋0.0m位置；
为结合使用钻孔灌注桩平台材料，支撑采用直径600mm，壁厚8mm的钢管；为保证钢管支撑的稳定性，三层钢管间用【16槽钢做剪刀撑连接。内支撑平面之间使用I36工字钢作为系杆连接，另外，在围堰转角位置每层围檩设与围囹材料一致的工字钢斜支撑，支撑与钢板桩直线边的角度为1：1。
围堰内降水时边抽水边支顶，抽水到支撑标高位置做好支撑后才开始继续抽水直
先在桩基护筒上如图焊接钢板牛腿，在牛腿上架设I36工字钢做支撑梁，然后按照围堰设计边线放样，架设间距为40cm的两根I36工字钢分别作为内外导向杆，中间预留钢板桩施工轨道。即完成钢板桩的定位及导向系统。钢板桩的施打如图施打始点位置开始，顺着轨道施打，在两端合拢点合拢。当钢板桩施打到支撑梁位置时，要调整支撑梁位置，在已施打钢板桩位置处加焊联系杆，使内外导向杆连接牢固，
钢板桩插打时，单桩逐根打入法施打钢板桩，先行插打单根钢板桩，待全部合拢以后再进行加接钢板桩，相邻的钢板桩的焊接借口不宜在同一断面，相错1米左右。钢板桩围堰施打时，委派专门人员跟踪，记录每根钢板桩的入土深度，确保钢板桩都能达到预定设计底标高。
在围堰转角位置,将一条钢板桩竖向剖成2条,并按照围堰转角的角度900重新等强度焊接后使用；围囹在该位置分别将长边和短边的材料切割成450角度后焊接。
6.3.2.4 水下吹砂及、抓斗船挖泥
采用水下吹砂挖泥结合抓斗船，将砂层底面降低到封底混凝土的底面，由潜水工在封底混凝土高度范围内的钢板桩表面人工布置沥青油毛毡用于隔离钢板桩与封底混凝土，同时将封底混凝土范围护筒壁上泥沙要清理干净，使封底混凝土与护筒结合紧密。
6.3.2.5 浇注水下封底混凝土
6.3.2.5.1 工作准备
1、设备配置
（1） 混凝土供应系统
水下混凝土质量及灌注顺利与否，很大程度取决于混凝土的供应量。根据20#墩右幅承台钢板桩围堰的面积计算，该围堰封底混凝土的灌注方量大约为：17.6*10.6*1.2=223（m3），封底混凝土供应由南岸1台150m3/h搅拌站完成，6台10m3混凝土运输车运送至围堰边，用1台37m混凝土汽
封底混凝土施工图
每根导管长约12.5m，利用吊机控制以便在封底过程中控制导管移动位置，并在导管底节焊接两个卡环，灌注时穿上细钢丝绳，便于准确调整导管口位置及拖动导管控制位移。砼灌注前将灌注用导管准确测量并做好标记以便控制标高。
6.3.2.6 抽水、支撑及围囹的安装
待封底混凝土浇注完毕后3天即可进行抽水，抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。
围囹安装前先在钢板桩上设计标高位置焊三角形支撑牛腿，围囹每组2条点焊在牛腿上，注意每组围囹材料的焊缝接口位置错开。围囹安装完成后，开始安装支撑及拉杆。
6.3.2.7 钢板桩的拆除
钢板桩支撑的拆除随墩身施工的进度逐层进行，在已施工墩柱混凝土标高高出最高水位后，可以将钢板桩围堰全部拔除。
钢板桩的拆除前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1~2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。
7 结论
围堰是深水基础施工最重要的临时性结构,是保证桥梁基础及下部构造施工的关键环节。由于围堰工程量大，围堰结构和工艺的合理选择，是基础工程节省投资、缩短工期和保证安全最重要的因素之一。
此施工工艺是在对国内外围堰进一步调研的基础上，采用先进的结构分析手段，结合常用的围堰支护材料—钢板的特性，将传统的重力式支护体系改变为单壁铜板桩+钢支护体系；通过对钢板桩接缝及围堰土基水流渗透的分析，浇注封底混凝土、形成一套深水基础封底混凝土单壁钢板桩围堰工工法。采用此工艺，合理的支护结构，节省了围堰用钢量，减少围堰圬工量，防水性能好，在粘性土层深水河床桥墩基础施工中，甚至不需水下作业，打拔桩容易，回收率高，可节省大量现场加工构件，安全、环保，经济效益显著。
作者简介：
梁立峰（1978-），男，工程师，从事路、桥、隧施工管理工作
2 工艺原理
单壁钢板桩围堰为承台及水下墩部分施工的防水围堰，是由单根钢板桩拼式而成，打入土中形成承载及挡水结构。由于其整体刚度较少，受力时变结构形较大，而且钢板桩缝之间漏水和水流绕过桩尖渗入堰内，可能会引起承台施工的抗浮和围堰内部土体的渗透变形等问题。针对不同的岩、土层类别、钢板桩类型号、内支撑体系及钢板桩渗水自愈机理、受力机理研究，得到了钢板桩的受力过程、强度及支撑体系安全系数的合理取值；通过设置封底混凝土，利用钢板桩打入地层以内，令其作为灌注封底混凝土的模板和封底混凝土共同起防水作用，使水上作业变为无水作业，由此解决了深水基础封底混凝土单壁钢板桩围堰设计、施工中关键技术问题。
3 工艺特点
3.1 “单壁钢板桩+钢支撑”的结构体系，采用标准和质量轻的钢构件组成，无需大型的水上起重及插打设备，便于安装及施工控制，降低了施工难度；钢支撑采用“角撑+对撑”结合，为承台施工预留了很大的空间，方便了施工。
3.2 通过设置封底混凝土有效地解决了围堰抗渗、抗浮托等技术难题，环保效益显著。
3.3 从上至下分层加支撑—分层抽水的“逆作法”施工工序，工序简明，便于施工管理。
3.4 钢板桩100%的回收率，提高了材料周转率；减少了用钢量及封底混凝土数量，节约了成本；便于施工，缩短工期。
3.5 围堰施工的一般要求
1、堰顶高度：宜高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）50cm~70cm,用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20cm~40cm；
2、围堰外形：应考虑围堰期间客流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及对航道、倒流、农用排灌等的影响；
3、围堰面积：应能满足基础施工的需要；
4、围堰断面：应能满足堰身强度和稳定（防止滑动、倾覆）的要求。
4 适用范围
在水深不超过15m、具有一定厚度弱水层的条件下的水深基础施工都可以采用单壁钢板桩围堰且由于此种围堰的支护结构为柔性体系，更适合在朝汐性河流或地下水位变化的地基条件下的基础施工，并通过计算分析采取封底的形式，可进一步提高钢板桩围堰的稳定性、安全性。
5 施工工艺流程及操作要点堰，以桥梁纵轴线为中心搭设6m宽车行栈桥与河岸相连。
墩柱施工在承台完成并回填基坑后拆除墩柱轴线位置支撑开始。墩柱模板考虑每节长度为3m，因此围堰支撑在水位以下的每层高度考虑为3m左右。每层支撑拆除前将围堰内灌水至拟拆除层支撑以下50cm高位置，以保证围堰内外的压力平衡。
根据地质资料，承台底标高在粉砂层内，考虑基坑开挖加深并浇注120cm厚C20水下混凝土封底。
根据地质、水文条件、河床高程以及承台设计高程情况，经过对水中承台施工的几种常用施工方法进行比选，认为该承台因需要进行基坑开挖采用套箱施工方法难以实现，然后进行沉井和钢板桩围堰方法的比较：沉井方案虽然可行，但不环保，制作下放周期太长，无法满足工期要求；钢板桩加支撑支护的围堰方案（以下简称钢板桩围堰），在施工方便性、节省工期等方面具有较大的优势，亦能做到安全可靠。因此选用钢板桩围堰方案。
6.3 围堰设计及施工工艺
6.3.1围堰设计
1、围堰材料
考虑钢板桩长度较长，选用截面刚度较大的拉森Ⅲ型钢板桩。
2、围堰边线
由于左右幅承台不在一条直线上，钢板桩沿单个承台布置，围堰边距离承台轮廓线最小距离为120cm。
3、标高
根据潮汐表，钢板桩围堰顶标高设为＋4m，高出最高潮水位80cm；钢板桩长度为18m，底标高－14m。
4、支撑
由于承台高度不大，仅为4m，为节约工期起见，缩短承台基坑开挖后的暴露时間，承台混凝土施工考虑一次完成。
围堰内土方开挖共设置三层内支撑。由于19＃、20＃墩承台标高不一致，支撑标高也有差别。其中19＃墩第一层支撑设在围堰钢板桩顶标高以下100cm标高＋3m位置，第三层支撑设在承台面标高以上60cm即标高－1.7m位置，第二层支撑设在标高＋1.0m位置；20＃墩第一层支撑设在围堰钢板桩顶标高以下100cm标高＋3m位置，第三层支撑设在承台面标高以上60cm即标高－3.0m位置，第二层支撑设在标高＋0.0m位置；
为结合使用钻孔灌注桩平台材料，支撑采用直径600mm，壁厚8mm的钢管；为保证钢管支撑的稳定性，三层钢管间用【16槽钢做剪刀撑连接。内支撑平面之间使用I36工字钢作为系杆连接，另外，在围堰转角位置每层围檩设与围囹材料一致的工字钢斜支撑，支撑与钢板桩直线边的角度为1：1。
围堰内降水时边抽水边支顶，抽水到支撑标高位置做好支撑后才开始继续抽水直
先在桩基护筒上如图焊接钢板牛腿，在牛腿上架设I36工字钢做支撑梁，然后按照围堰设计边线放样，架设间距为40cm的两根I36工字钢分别作为内外导向杆，中间预留钢板桩施工轨道。即完成钢板桩的定位及导向系统。钢板桩的施打如图施打始点位置开始，顺着轨道施打，在两端合拢点合拢。当钢板桩施打到支撑梁位置时，要调整支撑梁位置，在已施打钢板桩位置处加焊联系杆，使内外导向杆连接牢固，
钢板桩插打时，单桩逐根打入法施打钢板桩，先行插打单根钢板桩，待全部合拢以后再进行加接钢板桩，相邻的钢板桩的焊接借口不宜在同一断面，相错1米左右。钢板桩围堰施打时，委派专门人员跟踪，记录每根钢板桩的入土深度，确保钢板桩都能达到预定设计底标高。
在围堰转角位置,将一条钢板桩竖向剖成2条,并按照围堰转角的角度900重新等强度焊接后使用；围囹在该位置分别将长边和短边的材料切割成450角度后焊接。
6.3.2.4 水下吹砂及、抓斗船挖泥
采用水下吹砂挖泥结合抓斗船，将砂层底面降低到封底混凝土的底面，由潜水工在封底混凝土高度范围内的钢板桩表面人工布置沥青油毛毡用于隔离钢板桩与封底混凝土，同时将封底混凝土范围护筒壁上泥沙要清理干净，使封底混凝土与护筒结合紧密。
6.3.2.5 浇注水下封底混凝土
6.3.2.5.1 工作准备
1、设备配置
（1） 混凝土供应系统
水下混凝土质量及灌注顺利与否，很大程度取决于混凝土的供应量。根据20#墩右幅承台钢板桩围堰的面积计算，该围堰封底混凝土的灌注方量大约为：17.6*10.6*1.2=223（m3），封底混凝土供应由南岸1台150m3/h搅拌站完成，6台10m3混凝土运输车运送至围堰边，用1台37m混凝土汽
封底混凝土施工图
每根导管长约12.5m，利用吊机控制以便在封底过程中控制导管移动位置，并在导管底节焊接两个卡环，灌注时穿上细钢丝绳，便于准确调整导管口位置及拖动导管控制位移。砼灌注前将灌注用导管准确测量并做好标记以便控制标高。
6.3.2.6 抽水、支撑及围囹的安装
待封底混凝土浇注完毕后3天即可进行抽水，抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。
围囹安装前先在钢板桩上设计标高位置焊三角形支撑牛腿，围囹每组2条点焊在牛腿上，注意每组围囹材料的焊缝接口位置错开。围囹安装完成后，开始安装支撑及拉杆。
6.3.2.7 钢板桩的拆除
钢板桩支撑的拆除随墩身施工的进度逐层进行，在已施工墩柱混凝土标高高出最高水位后，可以将钢板桩围堰全部拔除。
钢板桩的拆除前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1~2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。
7 结论
围堰是深水基础施工最重要的临时性结构,是保证桥梁基础及下部构造施工的关键环节。由于围堰工程量大，围堰结构和工艺的合理选择，是基础工程节省投资、缩短工期和保证安全最重要的因素之一。
此施工工艺是在对国内外围堰进一步调研的基础上，采用先进的结构分析手段，结合常用的围堰支护材料—钢板的特性，将传统的重力式支护体系改变为单壁铜板桩+钢支护体系；通过对钢板桩接缝及围堰土基水流渗透的分析，浇注封底混凝土、形成一套深水基础封底混凝土单壁钢板桩围堰工工法。采用此工艺，合理的支护结构，节省了围堰用钢量，减少围堰圬工量，防水性能好，在粘性土层深水河床桥墩基础施工中，甚至不需水下作业，打拔桩容易，回收率高，可节省大量现场加工构件，安全、环保，经济效益显著。
作者简介：
梁立峰（1978-），男，工程师，从事路、桥、隧施工管理工作