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【摘要】本文结合京杭运河特大桥主桥的施工实践，介绍和总结应用钢板桩施工深水基坑承台。从工艺流程、施工要点、施工注意事项等方面阐述钢板桩及深水基坑承台的施工过程。
【关键词】钢板桩；桥梁；深水基坑；承台；施工
Application of steel sheet pile cofferdam in deepwater foundation
Wang Jin-jun
【Abstract】Combined with the construction practice of Beijing Hangzhou canal bridge, this paper introduces and summarizes the application of steel sheet pile construction in deep foundation pit cap. From the process, key points of construction, construction for attention this paperstate the construction process of steel sheet pile and deep water pile caps .
【Key words】Steel sheet pile;Bridge;Deep foundation pit;Bridge cushion cap;Construction
钢板桩是桥梁水基础施工中常见的且十分重要的临时设施，适用于软弱地层、深水基坑的施工，其防水性能好，整体刚度性较强。在桥梁基础深水基坑施工中钢板桩能达到安全、快速、减少基坑土方开挖量的目的。并能较好的适应市政工程工作面狭小的特点。
1. 工程项目概况
宿迁至新沂高速公路京杭运河特大桥全长1304.1m。主桥采用（72+120+72）m变高度预应力砼连续箱梁，主桥全长264m。引桥采用后张法装配式部分预应力混凝土连续箱梁及现浇现浇箱梁，主桥下部为壁式墩，过渡墩及引桥为柱式墩，肋式台，钻孔灌注桩基础。其中主桥基础全部位于京杭大运河河道内（主桥桥型布置及地质图见图1）。
图1主桥桥型布置及地质图
图224#墩钢板桩围堰设计图
（1）主桥基础简介。
主墩承台为方形，结构为12.2×12.2×3.5m的正方形，混凝土采用C40，其中24#墩承台顶面高程为13.782m，承台底标高为10.282；25#墩承台顶面高程为13.079m，承台底标高为9.579m。基础为直径1.8m钻孔桩，每座主墩设置9根，全桥共36根，桩长75m，基底为粉质粘土、粘土、中粗砂等。
（2）主墩钻孔桩设计桩长为75m，群桩基础，钻孔深度将达85m左右，穿越砂层较厚，地下水丰富，钻孔时钻孔倾斜率控制、桩底沉碴厚度控制、桩径控制将是施工中的重点控制项目，必须采取先进的钻进机具设备、成熟可靠的钻进工艺和快捷可靠的钢筋笼连接工艺措施，确保钻孔桩指标达标。
（3）主墩承台位于运河大堤向内30～50m，开挖深度达10～11m，因此在承台基坑开挖时对大堤的保护措施必须到位，确保围堰安全。基坑开挖施工要避免在雨季、汛期进行，要加快施工进度，缩短基坑暴露时间，尽早回填，确保大堤安全。
表1投入的主要设备和材料
序号设备名称规 格单位数量备注
1 浮吊 20T 台 2
2 振动锤DZ60(DZ90) 台 2
3 钢板桩 18m 片 500 两套（含8片角桩）
4 钢护筒 2100 根 36 15m长
5 钢管桩 600mm 根 48 20m长水中平台用
6 贝雷梁 L=3m 片 200 水上平台用
7 工字钢 I40a 吨 15 平台顶层内支撑
8 工字钢 I56b 吨 45 平台二、三、四道支撑用
9 角钢 L90*8mm 吨 6 牛腿用
10 钢板 δ=10mm 吨 13 平台及拼焊围囹用
11 钢管桩 600mm 吨 29.8 斜撑用
12 气割设备 套 6
13 电焊设备 套 16
14 倒链 3-5T 个 4 纠偏
15 转向滑轮 20T 个 4～6 纠偏及合拢用
16 切割机 套1
17 驳船 艘 2 插拔钢板桩、钢管桩
18 履带吊 50T 台 2 下钢筋笼及吊装
19 吊车 16T 台 2
20 钢管桩 600mm 根 48 20m长，平台支撑用
（4）主墩承台为方形，两端为12.2×12.2×3.5m的正方形，混凝土方量为520.9m3，浇注方量大，施工强度高，是典型的大体积混凝土浇注，因此，承台混凝土施工时裂纹控制是本桥的控制重点之一。
2. 钢板桩围堰设计
2.1钢板桩围堰设计。
由于施工区域运河水位较深，可以采用大型水上施工设备，经技术经济对比分析决定：水中墩24#、25#采用钢板桩围堰施工，钢板桩采用长18m，宽40cm，厚15.5mm的拉森IV型钢板桩，W=2037cm3。24#墩钢板桩围堰设计图见图2，如图2钢板桩围堰设计参数及尺寸如下：
（1）钢板桩顶标高： 20.13m；
（2）钢板桩底标高： 2.13m ；
（3）承台顶标高：12.13m；
（4）承台底标高： 8.13m；
（5）承台厚度： 4.0m；
（6）封底混凝土顶标高： 4.13m；
（7）封底混凝土底标高：7.13m；
（8）封底砼厚度：1.0m；
（9）施工(抽水、浇注承台)水位19.63m；
（10）设计流速： 2m/s；
（11）泥面标高： 8.63m；
（12）封底砼强度等级： C25。
2.2各种施工工况验算。
2.2.124#墩钢板桩围堰总体施工工序及相应施工工况：
（1）工况1：钢板桩插打到位时考虑与第一道围囹未连接（先整体加工、分层吊装围檩后插打钢板桩，直至合拢）。
（2）工况2：围堰内部空气吸泥，泥面标高降至+7.13m，同时保持内外水位一致；
（3）工况3：浇筑1m厚水下C25封底混凝土，至标高8.13m；
（4）工况4：C25封底砼达到设计强度；
（5）工况5：围堰内抽水至15.88m标高，加固第二层层围檩；
（6）工况6：围堰内再次抽水至+112.13m标高，加固第三层围檩；
（7）工况7：围堰内抽水至封底混凝土8.13m，（全部抽完）。
（8）工况8：浇筑承台混凝土4m（砼顶标高至+12.13m），待强度达到设计强度后，在承台与钢板桩之间的空隙内填充细砂并加水密实，至标高为12.13m；
（9）工况9：拆除底层围囹及支撑系统，进行钢板桩受力体系转换；
（10）工况10：墩身施工出水后，再次受力转换，并拆除第一、二层围檩及支撑系统；拔除钢板桩。
2.2.2经过受力验算，钢板桩最大应力210.1MPa<252MPa（设计允许应力），型钢围檩最大应力为111.2MPa< 205MPa（设计允许应力），钢管支撑最大应力77.7 MPa < 185 MPa（设计允许应力），24#钢板桩围堰可以满足施工要求。
3. 材料设备人员组织
投入的主要设备和材料见表1，主要施工人员见表2。
表2主要施工人员
序号投入人员人 数备注
1 项目副经理 1兼总指挥
2 现场工程师 2
3 平台围堰施工队 40
合计 43 可根据实际情况调整
图3导向钢管桩
4. 钢板桩围堰施工技术
4.1插打导向钢管桩（导向钢管桩见图3）。
（1）钢板桩导向钢管桩采用浮吊插打，钢管桩直径为600mm，每个平台共计十六根导向桩，打桩船的定位要求准确，并尽可能的在开动振动锤时不摆动，以免影响成桩的质量。
（2）本工程拟采用在岸上设两个桩锚，进行定位控制，通过卷扬机及手拉葫芦进行控制。
（3）导向钢管桩在插打过程中从岸上用仪器进行定位检查，防止偏位，同时每分钟要求下沉不超过5cm，特别是在刚开始时切忌进尺太快从而导致偏位。
4.2钢板桩围堰的施工。
4.2.1完成设备进场。
4.2.2检查振动锤： 振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到 380～420 V，而夹板牙齿不能有太多磨损。
4.2.3钢板桩围堰施工流程：测量放线→插打定位钢管桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→吸泥→水下清理及水下砼封底→设置内支撑→抽水堵漏→承台、墩身及0#块水中平台施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。
4.2.4插打钢板桩前的准备工作。
（1）钢板桩不论是新购置还是租赁的，进入施工现场前均需检查整理，只有完整平直的板桩可运入现场。对多次利用的板桩，尤其要强调检查，使用过的板桩，在拔桩、运输、堆放过程中，容易受外界因素影响而变形，如不整理，不利于打入。检查方法可用小平车，在其上放置一块长1.5～2.0m的标准板桩，从头至尾沿被检查板桩走一次，发现缺陷随时调整，板桩整理后，在运输和堆放时要尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连续锁口碰坏。堆放场地应平整坚实，不产生大的沉陷。最下层板桩应垫木块。不同断面板桩需分开堆放，每堆板桩间要留出一定通道，便于吊机或运输车辆的通行。
（2）插打钢板桩的导向设备
设置导向装置是确保施工后的板桩轴线，对一些要求闭合的围护结构，更需导向，导向桩或导向梁都可用木材代替，导向梁间的净距即板桩墙宽度。为保持准确距离，可在导向梁间，每隔一定距离，嵌一临时垫木。导向装置在用完后，可拆出移至下一段继续使用。
4.2.5钢板桩的插打作业步骤和技术要点：
（1）在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点，根据浮吊起重高度可在桩顶利用拔桩孔系浮吊挂钩，如浮吊高度不够，可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎，捆扎处应有夹板，并垫有木块，胶皮以防滑移和受力后吊点处锁口变形。
（2）在钢板桩下端系揽风绳二根，浮吊起吊钢板桩接近垂直状态时，利用缆风绳控制正反方向。
（3）钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。
（4）移动浮吊，将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到河床设计标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重或滑车组加压。
4.2.6钢板桩插打顺序（钢板桩插打顺序图见图4）。
为减少水流力对已插钢板桩的影响，首根钢板桩选择在上游中部，由两侧向下游施工，合拢口选择在下游角部。
4.3钢板桩插打。
钢板桩插打。
（1）钢板桩插打。
因第一根钢板桩是其他钢板桩的导向桩，故插打质量至关重要。在导向梁上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，钢板桩背紧靠导向梁，沿着导向自重下沉，直至稳定。测量观测钢板桩垂直度和平面位置，满足要求后开启振动锤一边振动，一边插打下沉。每下沉3米挂线或在互相垂直的两个方向用经纬仪观测校正1次，发现有倾斜和偏位及时调整，确保钢板桩方向垂直、位置准确。下沉到位后，及时与导向梁焊接固定。
其余钢板桩插打时注意对准桩与定位桩的锁口，人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口。插打工艺与首根相同。
（2）钢板桩插打垂直度控制（钢板桩垂直度控制见图5）。
由于钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，在插打过程中，在土压力的作用下，上端会向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每根钢板桩要把倾斜度控制在1％以内，超过的应予纠偏。一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，纠编困难时，可采用滑轮组纠偏。
图4钢板桩插打顺序图
图5钢板桩垂直度控制
（3）拐角处理。
围堰转接处钢板桩采用定型异性钢板桩或现场加工制作的异形钢板桩，见图6。
图6
4.4钢板桩围堰合拢措施保证：
钢板桩围堰在施工中应选择河床较低处为合拢面，插打至合拢面时，应精确丈量尺寸，考虑到钢板桩锁口的间隙和钢板桩本身的性能，合拢面尺寸应大于理论尺寸15～20厘米为宜，避免合拢口尺寸过小的出现：同时与合拢口相邻的10～15片（组）钢板桩采取先插至桩的稳定标高，主要是有利于钢板桩的调整，并且合拢口两侧钢板桩具有高差，便于插桩，待合拢后，再将桩打至设计标高。合拢口解决措施如下：
（1）钢板桩合拢口尺寸上下都大时：
此时在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。
（2）钢板桩合拢口尺寸上下都小时：
此时应将合拢口的位置设置在合拢面一侧的角桩附近。用千斤顶在钢板桩顶端顶推和设置吊耳，将合拢口向两侧张拉，调整上下尺寸，但要采取保证两侧钢板桩锁口在同一平面内，一般是在桩内外安置活动导向，迫使钢板桩在导梁平面内移动。
拔出的板桩应及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的板桩需调直。完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。
(3)钢板桩合拢口上大下小时：在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。
(4)当尺寸下大上小时，钢板桩上设置的吊耳，应尽量向桩的下部安置，必要时可安放在水下对位，直至合拢（异型钢板桩角部合拢见图7）。
4.5钢板桩围堰后期施工。
图7异型钢板桩角部合拢
图8
4.5.1基坑开挖、水下封底砼、钢板桩内支撑。
（1）由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底，同时在抽水的过程中要派专人观测围堰变形。
（2）钢围堰内基础开挖，采用的方法是：长采用射水吸泥抽至封底标高，然后进行水下水下清理及水下封底C25砼，砼的强度须达到80%以上，方可进行下部工序施工。围堰封底时，采用水下砼逐点布置导管封底，按照施工规范规范、我单位施工经验及实际情况准备导管前后左右每1m范围内布置导管点，在封底过程中及时用测绳量测封底厚度使封底砼厚度满足设计要求并且使围堰内每个角落都被砼封住。
（3）封底完成并强度达到80%后，开始抽水设置内支撑，矩形围堰宜采用平面钢架支撑为宜，四个角设置为三角形，其稳定性较好，又可以做成抽水平台，内支撑的安装由上往下，一边抽水，一边安装。
（4）内支撑施工具体做法：水下封底C20砼强度须达到80%以上后，先抽水至水面下50cm进行第一道内支撑安装，再抽水至第二层内支撑标高下0.5米处进行第二层内支撑设置，第二层内支撑安装完毕后，继续抽水至第三层内支撑标高下0.5米处进行第三层内支撑设置，以下支撑依次按照上述方法进行。
4.5.2围堰内排水。
（1）围堰内排水是利用抽水机进行排水，其排水量应大于围堰内渗水量的1.5～2倍，抽完围堰内水，要留有1～2台抽水机备用。
（2）由于钢板桩的锁口之间可能连接不紧密，围堰可能会漏水，因此在抽水过程中，通常采用细麻丝、棉条等材料，在钢板桩内侧嵌塞、塞紧，或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入，随水夹带至漏缝处自行堵塞。
4.5.3安装内支撑：
（1）抽水施工至水面下50cm时还须进行内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全。
（2）内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置，一边抽水，一边安装，内支撑周边围囹采用I40、I56型钢，水平纵横梁及八字斜撑采用2I56b型钢和600mm钢管，上下间距约3.75米，支撑采用三道。围囹与钢板桩之间通过填塞小块钢板来使围囹与钢板桩紧密接触、均匀受力（见图8）。
5. 结束语
5.1京杭运河特大桥水中墩采用钢板桩施工运河深水基础，取得了成功。钢板桩围堰施工的几个难关一一得到成功解决。
（1）钢板桩围堰设计结构简单，受力明确。
（2）采用钢围堰内支撑围檩作为钢板桩插打导向结构，刚度大，导向效果好，且节约了临时导向材料。围檩采用整体安装、整体拆除的方法，工效高，损坏少，可以重复利用。
（3）采用全新进口钢板桩，刚度大，锁口质量好，保证了围堰止水。
（4）钢板桩插打采用确保第一根插打精度，打一根、校正一根、固定一根的方法，保证了钢板桩的平面位置和垂直度，围堰合拢顺利。
（5）围堰内吸泥采用高压射水吸泥和普通砂石泵吸泥配合，对砂层覆盖层工效高。
（6）对围堰漏水采取“防、堵、排”结合，效果好，保证了承台干施工。
（7）无需大型设备，工期、成本优势明显。
5.2在类似的地质、水文条件下，钢板桩围堰较传统的钢套箱和钢吊箱工艺有明显的优势。不但解决了河床变动区深水基础施工的难题，还节约了成本，保证了工期。该方案从提案、形成到实施全过程，凝聚了施工企业工程技术人员的智慧。该工艺在京杭运河特大桥的成功实施，拓展了深水基础的施工方法，具有较高的推广价值。
参考文献
［1］李万华，姜波，深水基坑单壁钢板桩围堰设计与施工［J］；现代交通技术；2004年01期.
［2］魏荣桢，《复合桩基(单桩和低桩承台协同工作)的试验研究》科研成果通过技术鉴定［J］；山西建筑；1981年03期.
［文章编号］1006-7619（2014）06-19-332
［作者简介］ 王进军（1979.9-），男，学历：本科，职称：工程师 ，交通工程。
【关键词】钢板桩；桥梁；深水基坑；承台；施工
Application of steel sheet pile cofferdam in deepwater foundation
Wang Jin-jun
【Abstract】Combined with the construction practice of Beijing Hangzhou canal bridge, this paper introduces and summarizes the application of steel sheet pile construction in deep foundation pit cap. From the process, key points of construction, construction for attention this paperstate the construction process of steel sheet pile and deep water pile caps .
【Key words】Steel sheet pile;Bridge;Deep foundation pit;Bridge cushion cap;Construction
钢板桩是桥梁水基础施工中常见的且十分重要的临时设施，适用于软弱地层、深水基坑的施工，其防水性能好，整体刚度性较强。在桥梁基础深水基坑施工中钢板桩能达到安全、快速、减少基坑土方开挖量的目的。并能较好的适应市政工程工作面狭小的特点。
1. 工程项目概况
宿迁至新沂高速公路京杭运河特大桥全长1304.1m。主桥采用（72+120+72）m变高度预应力砼连续箱梁，主桥全长264m。引桥采用后张法装配式部分预应力混凝土连续箱梁及现浇现浇箱梁，主桥下部为壁式墩，过渡墩及引桥为柱式墩，肋式台，钻孔灌注桩基础。其中主桥基础全部位于京杭大运河河道内（主桥桥型布置及地质图见图1）。
图1主桥桥型布置及地质图
图224#墩钢板桩围堰设计图
（1）主桥基础简介。
主墩承台为方形，结构为12.2×12.2×3.5m的正方形，混凝土采用C40，其中24#墩承台顶面高程为13.782m，承台底标高为10.282；25#墩承台顶面高程为13.079m，承台底标高为9.579m。基础为直径1.8m钻孔桩，每座主墩设置9根，全桥共36根，桩长75m，基底为粉质粘土、粘土、中粗砂等。
（2）主墩钻孔桩设计桩长为75m，群桩基础，钻孔深度将达85m左右，穿越砂层较厚，地下水丰富，钻孔时钻孔倾斜率控制、桩底沉碴厚度控制、桩径控制将是施工中的重点控制项目，必须采取先进的钻进机具设备、成熟可靠的钻进工艺和快捷可靠的钢筋笼连接工艺措施，确保钻孔桩指标达标。
（3）主墩承台位于运河大堤向内30～50m，开挖深度达10～11m，因此在承台基坑开挖时对大堤的保护措施必须到位，确保围堰安全。基坑开挖施工要避免在雨季、汛期进行，要加快施工进度，缩短基坑暴露时间，尽早回填，确保大堤安全。
表1投入的主要设备和材料
序号设备名称规 格单位数量备注
1 浮吊 20T 台 2
2 振动锤DZ60(DZ90) 台 2
3 钢板桩 18m 片 500 两套（含8片角桩）
4 钢护筒 2100 根 36 15m长
5 钢管桩 600mm 根 48 20m长水中平台用
6 贝雷梁 L=3m 片 200 水上平台用
7 工字钢 I40a 吨 15 平台顶层内支撑
8 工字钢 I56b 吨 45 平台二、三、四道支撑用
9 角钢 L90*8mm 吨 6 牛腿用
10 钢板 δ=10mm 吨 13 平台及拼焊围囹用
11 钢管桩 600mm 吨 29.8 斜撑用
12 气割设备 套 6
13 电焊设备 套 16
14 倒链 3-5T 个 4 纠偏
15 转向滑轮 20T 个 4～6 纠偏及合拢用
16 切割机 套1
17 驳船 艘 2 插拔钢板桩、钢管桩
18 履带吊 50T 台 2 下钢筋笼及吊装
19 吊车 16T 台 2
20 钢管桩 600mm 根 48 20m长，平台支撑用
（4）主墩承台为方形，两端为12.2×12.2×3.5m的正方形，混凝土方量为520.9m3，浇注方量大，施工强度高，是典型的大体积混凝土浇注，因此，承台混凝土施工时裂纹控制是本桥的控制重点之一。
2. 钢板桩围堰设计
2.1钢板桩围堰设计。
由于施工区域运河水位较深，可以采用大型水上施工设备，经技术经济对比分析决定：水中墩24#、25#采用钢板桩围堰施工，钢板桩采用长18m，宽40cm，厚15.5mm的拉森IV型钢板桩，W=2037cm3。24#墩钢板桩围堰设计图见图2，如图2钢板桩围堰设计参数及尺寸如下：
（1）钢板桩顶标高： 20.13m；
（2）钢板桩底标高： 2.13m ；
（3）承台顶标高：12.13m；
（4）承台底标高： 8.13m；
（5）承台厚度： 4.0m；
（6）封底混凝土顶标高： 4.13m；
（7）封底混凝土底标高：7.13m；
（8）封底砼厚度：1.0m；
（9）施工(抽水、浇注承台)水位19.63m；
（10）设计流速： 2m/s；
（11）泥面标高： 8.63m；
（12）封底砼强度等级： C25。
2.2各种施工工况验算。
2.2.124#墩钢板桩围堰总体施工工序及相应施工工况：
（1）工况1：钢板桩插打到位时考虑与第一道围囹未连接（先整体加工、分层吊装围檩后插打钢板桩，直至合拢）。
（2）工况2：围堰内部空气吸泥，泥面标高降至+7.13m，同时保持内外水位一致；
（3）工况3：浇筑1m厚水下C25封底混凝土，至标高8.13m；
（4）工况4：C25封底砼达到设计强度；
（5）工况5：围堰内抽水至15.88m标高，加固第二层层围檩；
（6）工况6：围堰内再次抽水至+112.13m标高，加固第三层围檩；
（7）工况7：围堰内抽水至封底混凝土8.13m，（全部抽完）。
（8）工况8：浇筑承台混凝土4m（砼顶标高至+12.13m），待强度达到设计强度后，在承台与钢板桩之间的空隙内填充细砂并加水密实，至标高为12.13m；
（9）工况9：拆除底层围囹及支撑系统，进行钢板桩受力体系转换；
（10）工况10：墩身施工出水后，再次受力转换，并拆除第一、二层围檩及支撑系统；拔除钢板桩。
2.2.2经过受力验算，钢板桩最大应力210.1MPa<252MPa（设计允许应力），型钢围檩最大应力为111.2MPa< 205MPa（设计允许应力），钢管支撑最大应力77.7 MPa < 185 MPa（设计允许应力），24#钢板桩围堰可以满足施工要求。
3. 材料设备人员组织
投入的主要设备和材料见表1，主要施工人员见表2。
表2主要施工人员
序号投入人员人 数备注
1 项目副经理 1兼总指挥
2 现场工程师 2
3 平台围堰施工队 40
合计 43 可根据实际情况调整
图3导向钢管桩
4. 钢板桩围堰施工技术
4.1插打导向钢管桩（导向钢管桩见图3）。
（1）钢板桩导向钢管桩采用浮吊插打，钢管桩直径为600mm，每个平台共计十六根导向桩，打桩船的定位要求准确，并尽可能的在开动振动锤时不摆动，以免影响成桩的质量。
（2）本工程拟采用在岸上设两个桩锚，进行定位控制，通过卷扬机及手拉葫芦进行控制。
（3）导向钢管桩在插打过程中从岸上用仪器进行定位检查，防止偏位，同时每分钟要求下沉不超过5cm，特别是在刚开始时切忌进尺太快从而导致偏位。
4.2钢板桩围堰的施工。
4.2.1完成设备进场。
4.2.2检查振动锤： 振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到 380～420 V，而夹板牙齿不能有太多磨损。
4.2.3钢板桩围堰施工流程：测量放线→插打定位钢管桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→吸泥→水下清理及水下砼封底→设置内支撑→抽水堵漏→承台、墩身及0#块水中平台施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。
4.2.4插打钢板桩前的准备工作。
（1）钢板桩不论是新购置还是租赁的，进入施工现场前均需检查整理，只有完整平直的板桩可运入现场。对多次利用的板桩，尤其要强调检查，使用过的板桩，在拔桩、运输、堆放过程中，容易受外界因素影响而变形，如不整理，不利于打入。检查方法可用小平车，在其上放置一块长1.5～2.0m的标准板桩，从头至尾沿被检查板桩走一次，发现缺陷随时调整，板桩整理后，在运输和堆放时要尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连续锁口碰坏。堆放场地应平整坚实，不产生大的沉陷。最下层板桩应垫木块。不同断面板桩需分开堆放，每堆板桩间要留出一定通道，便于吊机或运输车辆的通行。
（2）插打钢板桩的导向设备
设置导向装置是确保施工后的板桩轴线，对一些要求闭合的围护结构，更需导向，导向桩或导向梁都可用木材代替，导向梁间的净距即板桩墙宽度。为保持准确距离，可在导向梁间，每隔一定距离，嵌一临时垫木。导向装置在用完后，可拆出移至下一段继续使用。
4.2.5钢板桩的插打作业步骤和技术要点：
（1）在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点，根据浮吊起重高度可在桩顶利用拔桩孔系浮吊挂钩，如浮吊高度不够，可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎，捆扎处应有夹板，并垫有木块，胶皮以防滑移和受力后吊点处锁口变形。
（2）在钢板桩下端系揽风绳二根，浮吊起吊钢板桩接近垂直状态时，利用缆风绳控制正反方向。
（3）钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。
（4）移动浮吊，将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到河床设计标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重或滑车组加压。
4.2.6钢板桩插打顺序（钢板桩插打顺序图见图4）。
为减少水流力对已插钢板桩的影响，首根钢板桩选择在上游中部，由两侧向下游施工，合拢口选择在下游角部。
4.3钢板桩插打。
钢板桩插打。
（1）钢板桩插打。
因第一根钢板桩是其他钢板桩的导向桩，故插打质量至关重要。在导向梁上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，钢板桩背紧靠导向梁，沿着导向自重下沉，直至稳定。测量观测钢板桩垂直度和平面位置，满足要求后开启振动锤一边振动，一边插打下沉。每下沉3米挂线或在互相垂直的两个方向用经纬仪观测校正1次，发现有倾斜和偏位及时调整，确保钢板桩方向垂直、位置准确。下沉到位后，及时与导向梁焊接固定。
其余钢板桩插打时注意对准桩与定位桩的锁口，人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口。插打工艺与首根相同。
（2）钢板桩插打垂直度控制（钢板桩垂直度控制见图5）。
由于钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，在插打过程中，在土压力的作用下，上端会向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每根钢板桩要把倾斜度控制在1％以内，超过的应予纠偏。一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，纠编困难时，可采用滑轮组纠偏。
图4钢板桩插打顺序图
图5钢板桩垂直度控制
（3）拐角处理。
围堰转接处钢板桩采用定型异性钢板桩或现场加工制作的异形钢板桩，见图6。
图6
4.4钢板桩围堰合拢措施保证：
钢板桩围堰在施工中应选择河床较低处为合拢面，插打至合拢面时，应精确丈量尺寸，考虑到钢板桩锁口的间隙和钢板桩本身的性能，合拢面尺寸应大于理论尺寸15～20厘米为宜，避免合拢口尺寸过小的出现：同时与合拢口相邻的10～15片（组）钢板桩采取先插至桩的稳定标高，主要是有利于钢板桩的调整，并且合拢口两侧钢板桩具有高差，便于插桩，待合拢后，再将桩打至设计标高。合拢口解决措施如下：
（1）钢板桩合拢口尺寸上下都大时：
此时在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。
（2）钢板桩合拢口尺寸上下都小时：
此时应将合拢口的位置设置在合拢面一侧的角桩附近。用千斤顶在钢板桩顶端顶推和设置吊耳，将合拢口向两侧张拉，调整上下尺寸，但要采取保证两侧钢板桩锁口在同一平面内，一般是在桩内外安置活动导向，迫使钢板桩在导梁平面内移动。
拔出的板桩应及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的板桩需调直。完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。
(3)钢板桩合拢口上大下小时：在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。
(4)当尺寸下大上小时，钢板桩上设置的吊耳，应尽量向桩的下部安置，必要时可安放在水下对位，直至合拢（异型钢板桩角部合拢见图7）。
4.5钢板桩围堰后期施工。
图7异型钢板桩角部合拢
图8
4.5.1基坑开挖、水下封底砼、钢板桩内支撑。
（1）由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底，同时在抽水的过程中要派专人观测围堰变形。
（2）钢围堰内基础开挖，采用的方法是：长采用射水吸泥抽至封底标高，然后进行水下水下清理及水下封底C25砼，砼的强度须达到80%以上，方可进行下部工序施工。围堰封底时，采用水下砼逐点布置导管封底，按照施工规范规范、我单位施工经验及实际情况准备导管前后左右每1m范围内布置导管点，在封底过程中及时用测绳量测封底厚度使封底砼厚度满足设计要求并且使围堰内每个角落都被砼封住。
（3）封底完成并强度达到80%后，开始抽水设置内支撑，矩形围堰宜采用平面钢架支撑为宜，四个角设置为三角形，其稳定性较好，又可以做成抽水平台，内支撑的安装由上往下，一边抽水，一边安装。
（4）内支撑施工具体做法：水下封底C20砼强度须达到80%以上后，先抽水至水面下50cm进行第一道内支撑安装，再抽水至第二层内支撑标高下0.5米处进行第二层内支撑设置，第二层内支撑安装完毕后，继续抽水至第三层内支撑标高下0.5米处进行第三层内支撑设置，以下支撑依次按照上述方法进行。
4.5.2围堰内排水。
（1）围堰内排水是利用抽水机进行排水，其排水量应大于围堰内渗水量的1.5～2倍，抽完围堰内水，要留有1～2台抽水机备用。
（2）由于钢板桩的锁口之间可能连接不紧密，围堰可能会漏水，因此在抽水过程中，通常采用细麻丝、棉条等材料，在钢板桩内侧嵌塞、塞紧，或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入，随水夹带至漏缝处自行堵塞。
4.5.3安装内支撑：
（1）抽水施工至水面下50cm时还须进行内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全。
（2）内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置，一边抽水，一边安装，内支撑周边围囹采用I40、I56型钢，水平纵横梁及八字斜撑采用2I56b型钢和600mm钢管，上下间距约3.75米，支撑采用三道。围囹与钢板桩之间通过填塞小块钢板来使围囹与钢板桩紧密接触、均匀受力（见图8）。
5. 结束语
5.1京杭运河特大桥水中墩采用钢板桩施工运河深水基础，取得了成功。钢板桩围堰施工的几个难关一一得到成功解决。
（1）钢板桩围堰设计结构简单，受力明确。
（2）采用钢围堰内支撑围檩作为钢板桩插打导向结构，刚度大，导向效果好，且节约了临时导向材料。围檩采用整体安装、整体拆除的方法，工效高，损坏少，可以重复利用。
（3）采用全新进口钢板桩，刚度大，锁口质量好，保证了围堰止水。
（4）钢板桩插打采用确保第一根插打精度，打一根、校正一根、固定一根的方法，保证了钢板桩的平面位置和垂直度，围堰合拢顺利。
（5）围堰内吸泥采用高压射水吸泥和普通砂石泵吸泥配合，对砂层覆盖层工效高。
（6）对围堰漏水采取“防、堵、排”结合，效果好，保证了承台干施工。
（7）无需大型设备，工期、成本优势明显。
5.2在类似的地质、水文条件下，钢板桩围堰较传统的钢套箱和钢吊箱工艺有明显的优势。不但解决了河床变动区深水基础施工的难题，还节约了成本，保证了工期。该方案从提案、形成到实施全过程，凝聚了施工企业工程技术人员的智慧。该工艺在京杭运河特大桥的成功实施，拓展了深水基础的施工方法，具有较高的推广价值。
参考文献
［1］李万华，姜波，深水基坑单壁钢板桩围堰设计与施工［J］；现代交通技术；2004年01期.
［2］魏荣桢，《复合桩基(单桩和低桩承台协同工作)的试验研究》科研成果通过技术鉴定［J］；山西建筑；1981年03期.
［文章编号］1006-7619（2014）06-19-332
［作者简介］ 王进军（1979.9-），男，学历：本科，职称：工程师 ，交通工程。