摘要：通过对南通市滨江大桥水中超深覆盖层主墩承台采用钢板桩围堰施工的实践，介绍了钢板桩施打、加固、吸泥施工及钢板桩防渗漏措施。总结了钢板桩围堰的施工工艺和技术措施。通过相关理论计算确认本工程钢板桩围堰施工工艺的合理性。实践充分证明钢板桩围堰工艺在亚砂土夹粉砂为主的覆盖层桥梁超深承台施工中是可行的。
关键词：钢板桩；围堰；施工工艺；
摘自：中国市政工程。2008.第1期
1 工程概况
南通市滨江大桥桥梁总长533.62m ，分上、下行两幅，桥梁总宽39.6m ，由主桥及南北引桥组成。主桥采用78m+138m+110m+58m 四跨不等跨连续箱梁，每幅桥采用单箱双室预应力混凝土箱形结构；南引桥为2x28m 现浇箱形刚构桥，北引桥为3x30m连续箱梁桥。全桥采用双柱式桥墩，配以钻孔群桩基础。
主桥下部结构共有5个墩台，其中2号墩为水中主墩，位于分水岛以下。2号墩承台高度3.5m（按1985年国家高程基准，以下同），承台底标高-8.3m，顶标高-4.8m，承台埋入河床面以下，河床面标高-1.5m，承台覆盖层厚。2号主墩承台位于本桥工期的关键线路上，快速去除覆盖层进行承台施工是2号墩承台施工的关键。考虑到本桥施工工期紧、任务重，采用沉井施工、钢吊箱施工等常规的水中承台施工工艺无法满足施工要求，经过多次方案讨论，决定采用超长钢板桩围堰施工工艺。
2 工程地质
2号墩施工区域场区浅部岩性主要为亚砂土、亚豁土、粉细砂、中粗砂。
根据天生港水文站资料，本段历年潮汐特征值为：最低潮位-1.504m，最大潮差4.01m，涨潮最大流速为0.58m/s，落潮最大流速为1.33m/s。施工期最高水位为3.5m 。
3 超深承台钢板桩施工要点
3.1钢板桩方案及型号选定
由于2号墩承台深入河床面，采用常规施工工艺都存在工期长、吸泥进度慢等缺点，为了迅速形成承台施工环境，所以采用超长钢板桩施打形成封闭围堰的施工方案。钢板桩围堰平面尺寸19.1m x 15.2m，钢板桩长20m 。
通过其他工程钢板桩使用经验，选择日本拉森式Ⅳ型钢板桩的效果较好。
3.2 钢板桩施打
1）钢板桩的定位。钢板桩的定位系统包括两层定位架。下层定位架在水面上0.5m处，采用I24a型钢焊接于工作平台的钢管桩上，上层定位架固定于钢管桩上，两层定位架间距4m 。
2）施打顺序。首先施打角上的钢板桩，施打完成后测量检测平面位置和垂直度，满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。
3）钢板桩接长。2号承台钢板桩长度20m，顶标高＋4.0m，底标高-16.0m 。常规施工钢板桩长度模数为16m、12m、10m等，因此需要对现有模数钢板桩进行接长。钢板桩接长采用坡口对焊，“U”形内侧焊接加劲板，焊接完成后，用2m长钢板桩从焊接钢板桩一端插人、穿出到另外一端，检查锁口质量。
4）钢板桩插打。将钢板桩用自航驳船运到墩位，用5Ot履带吊吊起40型振动锤斜插到钢板桩顶口，整体起吊振动锤和钢板桩，利用自重顺锁口下插，然后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。
插打钢板桩时，第一根钢板桩必须插正、打正，以免影响后面的钢板桩。整个钢板桩围堰施打过程中，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20片时，要先插后打；若合龙有误，用倒链或滑车组对拉，使之合龙；合龙后，再逐根打到设计深度。
钢板桩的插打详细步骤如下。
（1）在预施打的钢板桩锁口内涂黄油，并在桩的下端系两根缆风绳。
（2）安绑主副吊点，其中副吊点未焊吊环，用钢丝绳捆扎时，应垫以木枋，
以防滑移和受力后吊点处锁口变形。
（3）起吊一定高度后，慢慢放松副吊点，使钢板桩接近垂直状态，并利用风缆控制正反方向。
（4）钢板桩就位下插。第一根钢板桩系沿导向木下插，是整个围堰钢板桩的基准，要反复挂线检查，使其方向垂直位置准确。其余各桩，则以插桩为准，对好锁口后，利用自重下插。当自重不能迫使其下插时，可利用滑车组进行加压。
（5）安设桩锤进行振动锤击，使钢板桩下沉到河床预定标高位置。
（6）将已插好的钢板桩点焊固定于顶层内支撑导向架（用短钢筋）。
（7）拆除悬挂外导环吊杆的挑梁。
按上述步骤逐根下插钢板桩。
5）钢板桩围堰的合龙。钢板桩围堰合龙段选在承台短边侧面，在合龙时，
两侧锁口不一定会平行。为此要在钢板桩顶端使用千斤顶或复滑车组调整两侧锁口的平行，而且在合龙段采取先插合龙、再逐根施打到位，使钢板桩围堰合龙。
3.3 钢板桩加固
1）钢板桩加固措施。钢板桩围檩的支撑包括围檩及内撑，采用两层布置，两层标高分别为0.0m、-4.8m。围檩采用HW500mmx300mm型钢，内撑采用 800mm x8mm钢管，上下两层，围檩固定于钢板桩内壁，钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。钢板桩加固示意图(见图1) 。
2)钢板桩加固原则。在确保安全的前提下，基坑支撑的施工与基坑内水位或泥面的下降按“先支撑后降水或吸泥，分层支撑分层降水或吸泥”的原则进行。具体支撑顺序如下：抽水至第一层支撑处→加第一层围檩及内撑→吸泥至第二层支撑处→加第二层围檩及内撑→吸泥至基坑底。
3）钢板桩围檩安装。围檩型钢安装，首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢，然后吊人围檩型钢就位。由于部分钢板桩侧面与围檩型钢之间存在空隙，将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定，尤其注意钢板桩围堰四角与围檩型钢的固定。
4）钢板桩内撑安装。按照设计图纸安装内撑，对围檩型钢和内撑接头位置用三角加劲板焊接，同时加强焊缝质量检查。
3.4 吸泥施工
由于工程地质以砂层为主，现场主要采用射水吸泥。
先将钢板桩围堰内水抽干后，用2台水泵进行高压射水，同时用2 台泥浆泵吸出混合泥砂水进行吸泥施工。吸泥过程中尽量保持泥面均匀下降。吸泥到每层支撑面以下lm 后，必须在安装好围擦和内撑后，方可继续吸泥施工下一层支撑。
吸泥施工至泥面标高约-8.2m时，基坑开始出现涌砂，于是停止围堰内干施工吸泥，向围堰内补水至-3.0m，进行水下射水吸泥，最后吸泥到设计标高-10.3m 。
3.5 钢板桩防渗漏措施
钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏，但是如果锁口不密、外侧水压力过大，钢板桩围堰会出现渗漏。根据2号墩施工经验，可采取如下措施进行预防和处理。
1）施工时的预防渗漏措施。钢板桩渗漏一般出现在锁口位置，因此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；施打前在钢板桩锁口内抹黄油；施打时控制好垂直度，不得强行施打，损坏锁口。
2）施工后的小渗漏处理。抽水后发现钢板桩锁口漏水，但不太严重时，可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
3）施工后的大渗漏处理。对于退潮后不渗漏但涨潮时渗漏较大时，则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵；渗漏严重时，在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物（如木屑、炉渣、谷糠等）, 内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
4 钢板桩施工工艺的理论探讨
1）桩锤选择。根据《公路施工手册：桥涵》一书中公式6-5a 进行计算的结果，选用40型振拔桩锤（带液压钳）能够满足要求。
2）钢板桩结构计算。根据《简明施工计算手册》一书中公式4-50 计算，可知钢板桩人土深度5.3m可满足要求。
参照《公路施工手册：桥涵》一书中图5-46的曲线1-1 计算，可知钢板桩强度满足要求。
5 社会效益及经济效益
如果2号墩承台采用常规施工方案，参考其他类似工程，沉井施工工期约80d；钢吊箱施工工期约50d；现采用钢板桩施工，工期约35d。可见本工程采用钢板桩围堰施工工艺对缩短工期有明显效果，具有良好的社会效益。2号墩承台采用钢板桩施工，比传统施工工艺增加了措施成本，但是节约工期，降低人工、设备成本和管理成本，总的算来节约工程成本25.1万元，具有良好的经济效益。6 结语
南通市滨江大桥2号主墩水中超深覆盖承台，由于采用钢板桩施工，从钢板桩施打、加固、吸泥直至浇筑封底混凝土的全过程，与传统的钢吊箱、沉井施工工艺相比，具有费用省、工期短的优点。钢板桩围堰工艺在亚砂土夹粉砂为主的覆盖层桥梁超深承台施工中的成功应用，取得了良好的社会效益和。经济效益，为类似超深承台的施工提供了经验。