浅谈跨河大桥主墩深基坑的钢板桩围堰施工技术

孙远峰

摘  要：在跨河大桥河中承台施工中，在河水较浅时经常采取钢板桩围堰的技术进行河中承台施工，对于大桥承台顶标高位于河水常水位以下的情况，钢板桩围堰的的施工技术直接关系到承台施工的质量与安全，需要从相关方面加强对钢板桩围堰施工质量的控制。

关键词：大桥深基坑;钢板桩围堰;施工技术

中图分类号：TU74            文献标志码：A

1 工程概况

大桥位于正方大道跨外秦淮河段，桥位处河口宽约150 m，现状六级航道。该桥设计为双幅桥，桥梁总长为477 m，主桥采用跨径 （55+80+48）m混凝土变截面连续箱梁。主桥6#、7#主墩采用矩形承台，宽6.5 m，长18.5 m，厚度为3.0 m。

2 地形及地质情况

主桥6#、7#主墩位于秦淮河漫滩地貌。地面高程7 m～8 m，河道中心底标高0.47 m～0.56 m，勘察期间河水水位6.64 m～7.08 m，河谷两侧水深一般0.5 m～1.0 m，河谷中心水深一般6 m～6.5 m。根据勘察设计资料，6#、7#墩钢板桩围堰地质分为2个工程地质层，6个亚层，具体见表1。

3 主墩6#、7#墩围堰施工

围堰采用18 m钢板桩打设围堰，钢板桩桩顶标高设置在+8.5 m时，桩底高为-9.5 m， 6#墩钢板桩底标高位于②-4粉质黏土夹粉土层及②-3粉砂夹砂土层;7#墩钢板桩底标高位于②-3粉砂夹砂土层。根据地质条件分析，在基坑开挖时②-3粉砂夹砂土层在基坑外侧压力下，粉砂夹粉土可能会出现随地下孔隙潜水的流动呈现流砂现象。为防止出现涌砂现象，钢板桩需有足够入土深度，具体流程如下。

3.1 施工程序

打设钢板桩→土方开挖至第1道支撑下50 cm→安装第1道围檩和支撑→继续开挖至第2道支撑下0.5 m处→安装第2道支撑→采用长臂挖机挖土，开挖至第3道支撑下0.5 m→安装第3道支撑→继续开挖至基坑底面→混凝土封底。

3.2 筑岛

6#、7#墩桩基均在距河滩约20 m的河道中，筑岛填筑从岸边向水中约30 m，水深约2.5 m～3 m，填筑顺河向施工范围约70 m;筑岛填筑标高约8.0 m，自上游开始填筑至下游合拢。在承台边线3.0 m以外打设直径609 mm钢管桩加钢板挡土板进行防护。钢板桩间距为3 m，桩长10 m，入土深度4.5 m～5.0 m。钢管桩内侧采用设置1 cm后钢板做为挡土板，入土0.5 m～1.0 m，顶面标高为8.5 m～9.0 m。填筑范围如图1所示。

3.3 钢板桩围堰

主桥桥墩承台顶标高为+2.0 m，承台底标高为-1.0 m，筑岛后的顶面标高为+8.0 m，开挖深度为10.5 m。主墩承台采用钢板桩围堰施工方案进行施工， 6#、7#主墩单个承台平面尺寸为18.5m×6.5m，设计承台顶标高为+2.0 m，钢板桩围堰尺寸采用22.5m×10.5m。采用长度18 m的FSP-IV拉森鋼板桩。

3.3.1 钢板桩的选用

6#、7#墩均采用长18 m、宽0.4 m、厚17 cm的FSP-IV型钢板桩，96.99  cm2，截面模数2 270 cm3/m。围堰内设置3道内支撑，所有围囹、斜撑均采用双拼400 mm×400 mm

H型钢，截面积219.5 cm2，截面模数3 340 cm3/m，横向支撑采用直径609 mm圆管，厚度10 mm，节点采用焊接，钢板桩材料强度及打入后的强度、变形经计算均符合规范要求。

3.3.2 定位放线

根据承台设计坐标，在筑岛顶面测放出承台控制边线，以承台的控制边线向外各2 m测放出钢板桩的插打边线。

3.3.3 FSP-IV型钢板桩施工

FSP-IV型钢板桩钢板桩施工采用日立450液压履带式打拔机逐根答入，钢板桩之间的接口，采用小止口搭接，全部打入后形成挡土止水围堰。该工程采用的是拉森钢板桩，桩锤根据板桩打入地基土的阻力选择，采用300振动锤。当第1根钢板桩打入设计标高时，后续钢板桩吊起对好前1根桩的齿口，振动打入设计标高。钢板桩的插打施工按照以下程序进行。1）插打前在钢板桩锁口内涂黄油，以防漏水。2）导向架施工。在筑岛平台上由1根导向钢板桩开始打设导向架定位桩，在定位钢板桩侧面焊接牛腿，再将双拼I40工字钢搭在牛腿上焊接固定，导向架可分几次制作，即先做好一侧面，打设角桩作为定位桩，根据导向架及角桩打设该面钢板桩，完成该面后再依次制作其他各面导向架，直至围堰闭合。钢板桩打入施工时，应首先把围堰范围内的钢板桩全部打至入土稳定深度后，在逐根打至设计的入土深度。

3.3.4 垂直度和标高控制

在钢板桩插打过程中，如果出现相邻钢板锁口缝隙较大现象时，说明钢板桩的打入位置产生了倾斜。为防止出现该类问题，在钢板桩打入过程中要经常检查钢板桩的倾斜度并控制其不超过1%。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，若发现垂直度超标，必须拔出重打。标高控制为第1根桩用水准仪控制桩顶标高，后续的桩可参照前面桩的标高。

3.4 基坑监测

基坑监测要注意2点。1） 围护结构和支撑体系的监测控制点及水准基点埋设在沉降影响范围之外稳定的秦淮河河堤混凝土道路上，设置钢围堰顶面合适位置设置水平位移及沉降监测点，为便于围堰沉降的观测，将位移观测点也作为围堰沉降观测点，观测点采用28mm钢筋焊接在围堰钢板桩顶面，钢筋顶面刻十字丝作为观测点。施工过程中必须注意对观测点的保护，采用全站仪观测水平位移，精密水准仪观测沉降。每次观测后将钢板桩在不同深度上点的水平位移及沉降绘制出相应变化曲线[1]。2） 观测频率围堰的观测在基坑正式开挖前就需进行，围堰开挖过程中根据围堰变形观测结果，及时进行水平位移及沉降观测。尤其需注意在开挖卸载阶段，对水平位移及沉降加密观测。在遇大雨及暴雨后基坑水位上涨等情形时，连续观测围堰变形及稳定性。

3.5 内支撑安装

内支撑施工采用自上而下的方式设置，边开挖基坑边安装内支撑，经计算周边梁围檩采用双拼400 mm×400 mmH型钢，横向内支撑采用直径609 mm圆钢管，在钢管的一端设置预应力设备，“八”字斜撑在围堰内每个角设置2道400 mm×400 mmH型钢，围堰共设置3道支撑[2]。

3.6 封底砼施工及排水

围堰封底采用150 cm厚的C20混凝土，封底混凝土上预留50 cm×50 cm×50 cm的集水坑，在封底砼表面沿钢板桩围堰四周凿出10 cm×15 cm的集水小沟，用排水泵排出围堰，采用潜水排污泵QW100-100-15-7.5（口径（100 mm） 、流量（100 m3/h） -扬程（15 m） 、配用电机功率（7.5 kW） ）排水。

4 结论

该项目6#、7#墩按照以上方案进行钢板桩围堰施工，经现场监测，钢板桩整体强度及变形均符合规范要求，从而为主桥6#、7#墩水中承台施工创造了良好的施工环境，也为今后类似桥梁的钢板桩围堰施工积累了施工经验。

参考文献

[1]刘波明.深基坑支护施工技术探讨[J].工程技术研究，2017（10）：92-93.

[2]孙美亮.建筑工程中深基坑支护的施工技术[J].山西建筑，2017（34）：70-71.