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摘要：钢板桩围堰是承台及水下基础施工时的防水围堰，能够避免水下作业的诸多不便而提高功效的方法。本文以永靖县刘家峡太极大桥工程施工为例，详细介绍了钢板围堰水下承台的施工过程，对类似工程有较好的参考价值。
关键词：水下；承台；围堰；施工
引言
永靖县黄河大桥位于刘家峡电站坝后黄河河段，距电站大坝约3km。桥位处洪水位高程为1623.3m，河水深度约6m～10m。现场测量水位标高为1619.30m。本工程为旧址新建，两岸地形较为平坦开阔，地面高程一般1620m～1630.地貌单元为河谷地貌。
通过河水深度及地质钻探揭露出的各地层结构得知，本工程持力层深度约为12.5m-21.8m，地层结构从上至下分述如下：
①第四系全新统人工填土（Q4ml）：杂色，以粉土为主，含卵石、块石、砖块等。层厚2.5m～3.8m。主要为修建黄河河堤人工回填，分布于黄河两岸。
②全新统冲积卵石层（Q4al）：杂色，饱和，中密～密实。以卵石为主，含砂及漂石。本层层厚一般为4m～8m，分布于河床。
③第三系砂砾岩（N）：红色，粗～巨粒结构，碳酸盐钙质胶结。卵砾石成分以石英岩、花岗岩、辉绿岩等为主。石英岩粒径一般5mm左右，最大可见20mm；花岗岩粒径一般10mm～20mm，最大可见40mm。勘探未揭穿该层，层厚大于50m，勘探深度内上部为强风化，厚约1m，以下为弱风化。
④第二系泥岩（N）：红色，主要成分为红粘土质，泥质胶结，切面光滑，干强度高，韧性高。与砂砾岩呈互层状，厚度约1m。
1钢板桩围堰技术
1.11#墩承台顶面标高1615.66m，承台底面标高为1611.66m，水面标高1619.30m，承台埋深7.64m，承台尺寸为15.5×15.5×4.0m，80塔基平面尺寸为3.0×3.0m，基坑开挖深度7.64m。按照设计要求，1#桥墩承台下有4*4=16根φ630×10mm钢管桩，这些钢管桩在围堰施工前、钢便桥施工时，在1#墩位置旁设施工平台，使用50t履带吊DZ-120型振动打拔桩机打入钢管护筒水下浇筑混凝土。施工完毕，部分拆除钻孔平台，为后续围堰及承台施工腾出工作面。鉴于承台开挖深度及坑壁、坑底渗水量大，承台施工采用钢板桩围堰支护，采用挖掘机进行基坑开挖，浇筑封底混凝土后进行承台基坑排水及围堰支撑，最后完成承台钢筋及砼施工，钢板桩围堰平面尺寸20.0×17.6m，钢板桩长度12m。承台一次性浇筑，浇筑厚度为4m。第三道内支撑浇筑在承台内，待承台混凝土达到设计强度后，对围堰第三道内支撑空隙处进行压浆处理。
2钢板桩围堰施工方法
2.1钢板桩围堰施工
钢板桩围堰尺寸为平面尺寸为20.0m×17.6m=352m2，钢板桩型号为：日本拉森PV-4型，单根钢板桩长为12m，因卵石层下为弱风岩，地质较硬，钢板桩插入卵石层下弱风化岩0.1m，高于水面1.5m-2m，常水位水面标高为1619.30m。钢板桩围堰比承台四周扩大1-3.5米，其中平桩184片，角桩4片。内支撑采用双拼H500×200型钢、I32。
2.1.1钢板桩围堰施工过程中选用标准规格的钢板桩，打桩设备，来进行钢板桩插打，在插打钢板桩前需如下准备a、对现有围堰范围内能施工钢板桩场地进行清理,避免在钢板桩插打位置遇到障碍物；b、钢板桩变形检查c、振动锤检查d、涂刷黄油混合物油膏e、桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭。
2.1.2钢板桩围堰的插打
a、安装钢板桩导向架：钢板桩插打之前，利用第一道支撑，安装第一道支撑圈梁,作为钢板桩插打时的导向架，以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度；
b、为了确保每一片钢板桩插打准确，第一片钢板桩是插打的关键，在插打前先按钢板桩宽度在圈梁上画出每根钢板桩的边线，然后在圈梁上焊接长约4m的导向桁架（如下图），在导向架上、下边上设置限位装置，大小比钢板桩每边放大2.9cm，插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直；
c、在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以控制。
d、每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；
e、钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接；
f、插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。
2.1.3钢板桩合拢
钢板桩打入的顺序由四周边线其中一个中点处依次向4个角合拢。合拢前的准备：在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板桩如何插打。合拢时桩的调整处理，为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4～5片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。
2.1.4在钢板桩的施工中遇到的问题及处理
由于河床地质结构复杂，钢板桩打拔施工中经常遇到一些难题，通常采用如下几点办法解决:
a、打桩过程中有时遇上大的孤石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
b、钢板桩在软泥质地段挤进过程中受到泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。
c、钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
d、软泥质基础较软，有时施工发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在当前施工打桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。
2.2承台基坑开挖
围堰承台基坑开挖以长臂挖掘机开挖，辅助泥浆泵进行吸泥，土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖。围堰内进行抽水时进行分层抽水，边加固边抽水，避免降水时高差过大。
2.3钢板桩围堰支护
钢板桩围堰围囹、斜支撑采用H500×200型钢，正反牛腿采用I32。
2.4围堰内止水及排水
a、钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。
b、钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
c、钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。
3基坑监控体系
首先根据地质条件及基坑特点，结合施工图纸，对太极大桥钢板桩围堰安全的监测项目进行设置，且对监测测点布置也要有考虑周全如观测点类型和数量，表面变形测点的位置，为验证设计数据而设的测点布置等等。其次也要有监测点保护措施在每个监测点埋设完成后，应立即检查埋设质量，发现问题，及时整改。
在确认埋好后，埋设人员应及时填写埋设记录，并存档，对于所有预埋监测点的实地位置应做精确记录，露出地坪的应做出醒目标志，并设保护装置。
结论
甘肃永靖太极大桥1#墩台采用钢板桩围堰施工技术，为1#墩台水下承台施工提供了安全的施工条件，保证了工程的施工质量及施工进度，创造了较好的经济效益及社会效益，提高了企业的知名度和社会影响力，也为今后施工类似工程积累了宝贵的施工经验。