绍兴滨海新城曹娥江大桥主墩钢板桩围堰施工
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摘 要：绍兴滨海新城曹娥江大桥水中主墩承台施工中采用钢板桩围堰进行维护挡水的施工方法以及施工中易出现的问题和控制措施。
关键词：主墩围堰 钢板桩围堰施工方法控制措施
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
绍兴滨海新城曹娥江大桥项目路线全长2444m，按双向八车车道一级公路标准设计，设计行车速度80km/h，主桥采用三跨双塔四索面预应力混凝土斜拉桥形式，引桥为预应力混凝土连续箱梁。其中B标跨径布置为主桥设计为125m+300m+125m的三跨预应力混凝土斜拉桥，西引桥设计为9跨、（50+60+3x50）+（2x50+2x45）二联预应力混凝土连续梁桥，东引桥设计为9跨（5x50）+（2x50+2x45）二联预应力混凝土连续梁桥。主桥采用两幅布置，单幅宽23.20m。
2 钢板桩围堰设计思路与结构形式
主墩上下游方向各有防撞墩，其承台为整体式八边形结构，平面尺寸为64×23m、厚5m，塔座采用分离式菱形台体结构，采用普通C30混凝土。由于钢板桩围堰具有工期短，工艺简单，施工风险易于控制等特点，根据专家评审会意见及要求及结合实际情况认为采用钢板桩围堰作为挡水结构物，挖机明挖和吸泥机水下吸泥结合的方法进行承台开挖的方案是适宜的。钢板桩围堰（包含防撞墩）采用94m×28m的矩形结构，承台至钢板桩内边预留大于1.5m模板支立及支撑安装空间。3 钢板桩的选择
为确保该围堰能形成良好的承台施工环境，选择止水效果好的拉森-IV钢板桩。
4 钢板桩围堰施工机具
70吨履带吊、塔吊、DZ-60型振动锤、长臂挖机、水力吸泥机、抽水泵
5 钢板桩围堰施工方法与控制措施
5.1 钢板桩插打前的施工准备工作
1) 钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯、热敲(温度不超过800～1000℃)、焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔;
2) 插打钢板桩之前须检查振动锤。在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。
3) 在钻孔桩施工完成后,选用长臂挖机以搭设的施工走道平台为作业平台,尽可能多的将围堰施工区域内的泥沙挖出，降低围堰区域内泥面标高以减少后期水下吸泥、抽沙的工作量。
5.2钢板桩的插打施工与控制措施
为减少水流阻力，插打顺序采取从上游端向河岸和下游方向施打，在下游合拢。我们在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，设置了具有一定刚度的、坚固的定位导向架系统，其主要由定位桩和导向梁组成。定位桩利用施工钢平台四周的钢管桩及最外侧的钢护筒，在护筒和钢管桩之间采用2I25工字钢搭设定位导向梁的支撑梁，定位导向梁沿承台四周按钢板桩设计位置布设在支撑梁上，导向梁采用2HN600型钢、单层双面形式，双面导向梁之间的间距不宜过大，一般略比钢板桩墙厚度大8～15mm。
第一片钢板桩是整个钢板桩围堰的基准，必须插准、打正，以免影响后面的钢板桩施工精度。第一片钢板桩选择水流较缓时在上水端施打，在预先插打好的导向梁上设置限位框架，大小比钢板桩每边大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向梁，边插打边缓慢下放履带吊大钩。同时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直；其余桩以第一根钢板桩为基准，向两边对称插打钢板桩至合拢。
在插打钢板桩过程中,要加强测量工作，不能影响下一片以及整体钢板桩的锁口对接。插打钢板桩时采用“插打拔起再插打”的方法，让水渗入到钢板与粘土之间，有效减小摩擦，加快插打速度。
开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后3-5根时，要先插后打，若合拢有误，用葫芦对拉使之合拢，在对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。
5.3 围囹的安装与围堰内挖泥、抽水及控制措施
钢围堰合拢后围囹安装、挖泥、抽水是交替进行的。
1）围囹安装
围囹及支撑的安装施工与围堰内水位或泥面的下降必须遵循“先安装支撑后降水或吸泥，分层支撑分层降水或吸泥”的原则。具体支撑安装顺序如下：安装第一层围囹抽水、挖或吸泥至第二层围囹处加第二层围囹吸泥至基坑底浇筑封地混凝土。
第一次抽水后水面达到第一层支撑底3.5m以下即可安装第二层围囹，安装第二层围囹前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架，然后安装内支撑横梁及斜撑，,最后安装竖向钢管支撑。
必须注意的是围囹工字钢与钢板桩的连接，由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，要求将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接,围堰的转角转弯部位应该加强。
2) 围堰内挖或吸泥、抽水
围堰内挖泥一部分挖泥工作可与插打钢板桩同步进行或者提前进行，以降低围堰区域内的泥面标高，为围堰合拢后挖泥施工节约时间。但泥面标高一次不能降低太多，以避免发生钢板桩倾倒的现象。
由于曹娥江内泥沙较少，主要采用挖机挖泥，然后用泥浆泵抽水的方法，每一台班只需要一个人看管即可,待水降到第二层围囹时，及时安装。
5.4 钢板桩的防渗、堵漏控制措施
钢板桩围堰防渗、堵漏措施效果如何，直接决定着采取何种方式进行承台封底，也可以说直接关乎钢板桩围堰施工在工程中的成败。
为防止钢板桩渗水我们在施工中要做到如下几点：
（1）施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前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。
（2）施打前在钢板桩锁口内抹黄油等剂。
（3）施打时控制好垂直度，不得强行施打，以防损坏锁口。
此外如果有漏水，应进行堵漏处理。钢板桩损坏的地方可用电焊补强，若发现有明显的渗漏，可在板桩锁口处投放锯末以起到堵漏的作用，也可在围堰的内侧用刮刀将棉纱等塞入板桩缝隙内堵漏。如以上堵漏效果不甚理想，则在钢板桩全部插打完毕并开始抽水安装围囹时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的。
针对施工中遇到的实际情况我们还在钢板桩合拢后在钢板桩围一圈彩条布，并用砂袋压住，堰内抽水时，外侧水压可将彩条布紧贴板桩，起到一定的防水作用，在局部钢板桩变形比较大漏水比较严重的钢板桩投掷了部分粘土袋，也达到了很好的堵漏效果，有效的解决了围堰渗水的问题，在承台混凝土施工期间，在围堰内设置一台潜水泵以便将漏水及时抽出。
5.5 钢板桩围堰封底
本工程根据设计和实际情况采取干封底的施工工艺。将围堰内水抽完后，将定位钢管拔出，然后进行基底处理。
在第一道支撑安装加固完之后，利用砂石泵在附近河床吸砂吹填，回填砂土（5m左右）至设计标高，再回填0.3m厚碎石层找平。待回填砂土放置5-7天密实后浇注0.5m垫层混凝土，封底混凝土浇筑前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封底砼隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。
为减少承台混凝土自重对基底的压力，在封底及垫层混凝土浇筑前，采用长40cm的I12型钢沿钢护筒一周均匀焊设6根抗剪牛腿，承台混凝土浇筑时大部分自重由桩基钢护筒承担。封底砼采用泵送和溜槽、按一般砼施工工艺进行。
6 结束语
利用钢板桩围堰进行曹娥江水中承台施工是在经过认真验算和试验，在充分调查并取得了大量的现场数据后而最终确定的施工方案。从该方案在本工程的应用效果来看，采用上述施工方法和控制措施是可行的，与钢套箱方案相比不但能节约材料、缩短工期，也能保证工程质量，非常适合应用到其它相同施工条件的工程中。