湿封底法进行水下承台钢板桩围堰施工简介
时间：2022-10-09 04:11:02
摘要 常规水下承台钢板桩围堰施工采取筑岛围堰干法施工，本工程中由于承台标高较低，且筑岛围堰施工不便，对施工方案进行了优化，采取插打钢板桩后先安装围囹，后进行混凝土湿封底，最后抽水进行水下承台施工，这种“先围囹、后抽水法”施工优化了围囹受力结构，降低了围囹成本，节约了工期。
中图分类号： TU74文献标识码：A
一、工程概况
临海高等级公路射阳段新洋港大桥上跨新洋港，现状河口宽约240m，规划通航净空为45×5m，最高通航水位1.810m，测时水位0.64m，航道等级为Ⅴ级。
新洋港大桥上部结构布置为：（6×30）+（36+60+36）+（5×30），全桥共3联，桥梁全长462m；主桥上部采用变截面预应力混凝土现浇连续箱梁，下部为实体墩、灌注桩群桩基础。引桥上部采用装配式预应力混凝土组合箱梁，下部为柱式墩、灌注桩基础。
主桥主墩承台尺寸为10.6×6.5×2.5m，承台顶标高为-5.700（7#墩）和-6.100(8#墩)，过渡墩承台尺寸为7.9×6.5×2.5 m，承台顶标高-3.200 (6#墩)，河床顶标高约-2.8~-7.4，施工时常水位高程为0.8m。
二、钢板桩围堰结构设计
1、结构型式的选择
根据现有条件，决定选用德国拉森Ⅳ钢板桩作为围堰侧壁，用水下封底混凝土作为围堰的底板，以保证承台和墩身的正常施工。
2、围囹结构
一般围囹的设计安装方案是根据钢板桩的强度和刚度要求，采取分步抽水，分步围囹。本工程采用优化的施工方案，就是改变围囹的安装流程，即改为先安装围囹后抽水。经过优化计算,主墩7#、8#围堰内共设四道围囹，过渡墩6#围堰内设三道围囹，第一道围囹位于围堰顶，在钢板桩插打前安装完成，兼作下导向架，最后一道围囹位于承台顶向上50㎝左右，其它围囹按一定间距布置其间。
3、围堰的平面尺寸
考虑到承台施工的需要和不可避免的围堰施工误差，围堰与承台侧面间的净距按150㎝左右控制。
4、围堰高度
承台计划施工期为2011年11月底前结束，该期间降雨量较小，施工水位较稳定，因此围堰顶标高按高出常水位1米控制，即1.8m。由于封底混凝土有约1.2m的施工厚度，同时保证围堰有4~5m的埋深，故主墩钢板桩的最小长度为1+6+2.5+1.2+4=14.7，因此选择围堰钢板桩长为15米。
5、封底混凝土
由于承台底的常水位施工水头高约10米，水压较大，选择封底混凝土厚度为1.2米，混凝土为C30水下灌注混凝土。为保证封底混凝土的效果，在封底混凝土下设20cm碎石垫层，封底混凝土采用水下导管浇筑方式浇筑。
三、施工方法
1、钢板桩围堰施工流程图
1、钢板桩围堰施工流程图
制作安装导向架
河床清理 插打钢板桩 钢板桩整理、角桩制作
清除围堰内河床土至设计标高
混凝土
供应 水下混凝土土封底 施工平台搭设
从下向上顺序
安装围囹 围囹制作
抽水加固钢板桩、围囹
承台施工 承台施工准备
墩身施工
0#块施工
回水、拆除围堰
2、导向架的施工
围堰周边的密封性要求较严，对钢板桩的插打精度要求较高。为保证钢板桩的顺利插打，先安装导向架。上层导向架使用型钢进行焊制，位于钢护筒顶。与常水位间的距离可根据钢护筒的实际高度作一定调整，高出常水位0.5m左右。导向架的边梁需用全站仪精密放样，确保其施工误差小于1㎝。
3、钢板桩的施工
3.1钢板桩的整理及准备工作
a、钢板桩运到工地后，应对其规格、外形、锁口进行检查，凡有弯曲、变形及锁口不合的均应整修。
b、围堰的平面根据承台平面采用矩形布置，因此其转角处采用特制的角桩，将同类型的钢板桩纵向割开后，按下图方法焊接加工。或采用专用角桩。
c、插打钢板桩前应清除锁口内的杂物。
3. 2 钢板桩的插打和合拢。钢板桩的插打方法为：逐块插打至设计深度后合拢；插打顺序：首先迎通航面中桩开始，然后按先上游后下游的原则，沿两个方向依次插打，最后在下游中间位置合拢，插打时应严格控制垂直度，以减小合拢时的误差。
4、围囹的安装
4.1主墩围囹的安装
①主墩承台围堰钢板桩插打完成。（围囹框架在钢板桩插打之前施工完成）。
②按从下层至上层围囹支撑的整体吊装按设计方案高程定位。
5、围堰内河床淤泥土的清理
围堰内河床淤泥土在围囹安装完成后清理。清理前围堰内的水位处于常水位，并采取措施，保证在开挖和封底、垫层施工过程中，围堰内外水位保持等高，最大高差不得大于20㎝，同时堰内水位不得高于堰外水位。清理采用泵吸法，配备高压冲搅，以提高吸泥效率。
6、封底混凝土的施工
水下封底混凝土施工采用导管进行混凝土浇筑。在封底前，要先搭设封底施工平台，以保证在封底混凝土施工过程中的施工安全。导管直径为φ25㎝左右，导管下口距垫层高约40㎝。在封底过程中随时用测锤测量混凝土的标高，保证封底混凝土的厚度和表面平整度，最小厚度不得小于105㎝，如高差较大，应由潜水员进行水下找平。封底混凝土施工过程中需制备至少3组试块，进行同条件养生，在抽水前封底混凝土的强度必须达到设计强度的90%以上。
7、围堰变形观测
钢板桩插打前用全站仪首先精确定位导向平台，在插打过程中不断检查板桩定位及合拢余量偏差，直至合拢。在完成封底混凝土，钢板桩围堰开始抽水时，要派人定时进行观检钢板桩平面位移变形，时刻注意并记录钢围堰变化情况；围堰变形超出计算容许值，应立即停止抽水，加固后再继续抽水，直至抽水结束。承台施工中，亦定期对围堰变形进行观测。
8、钢板桩的防漏水措施
1、钢板桩在运到现场后，派专人仔细清理索口间杂物、观察索口是否变形，对于索口变形的钢板桩，应调正后使用；
2、在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏（重量配合比为沥青：黄油：滑石粉：锯末=4：6：10：1）以防止钢板桩的漏水；
3、钢板桩在插打时应保证其垂直，防止相互倾斜的钢板桩之间索口无法密贴；
4、钢板桩围堰在抽水后若存在较小的漏水现象，在抽水时，可以看到哪条缝出现漏水，利用漏水处水压差降产生吸力的原理，在漏水处钢板桩上迅速溜下一袋干细砂或锯木屑、粉煤灰（煤碴）等填充物，在吸力的作用下，填充物会被吸入接缝的漏水处，将漏水通道堵塞，有效的减少漏水量。
5、在水下浇注封底砼时，在钢板桩内侧做积水坑，防止钢板桩间轻微的渗水对承台施工的影响。
9、钢板桩拔除
墩身浇筑完成后即可拔除钢板桩。拔除钢板桩前先向围堰内注水，然后按安装时的反序依次拆除围囹及各种支撑。围囹拆除后继续向围堰内注水，使围堰内水位高出堰外水位0.8～1m，利用围囹内水压外挤钢板桩使其与封底砼脱离。拔桩顺序与打桩顺序相反，自下游开始到上游拔完。拔桩时有时阻力较大，可以采取以下措施：①、采用振动打拔桩锤拔桩；②、高压射水辅助拔桩等。
10、结束语
优化后方案采取插打钢板桩后先安装围囹，后抽水进行水下承台施工，这种“先围囹、后抽水法”施工优化了围囹受力结构，降低了围囹尺寸，加大了上下层围囹布置间距，节约钢材20%以上。由于在打插钢板桩的同时时行整体围囹制作，省去了边降水、边围囹施工时间，单座承台施工节约工期5－7天。经济效益较好，同类施工值得借鉴、推广。
参考文献：
JTG D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范
周永兴 何兆益邹毅松 等 路桥施工计算手册 2001年
