水中承台施工中钢板桩围堰施工技术运用分析

钟成阳

（中铁二十四局集团桥梁建设有限公司，江西南昌 330100）

0 前言

随着道路桥梁施工技术发展，水中承台施工技术在大型桥梁中得到应用，在具体施工中，如何确保钢板桩围堰质量安全成为人们关注的重点。以往在施工中技术应用中存在较多问题，集中表现在施工质量控制难度大、技术应用不合理、以及缺乏细节管理方案。现阶段，在水中承台施工中使用了逆作法，并对施工工序进行了优化，使得现场施工质量达到要求。

1 钢板桩围堰施工方案选择

1.1 施工思路

本项目施工方案为逆作法，即首先安装部分围檩和相关支撑结构，随后对钢板桩围堰进行施工，通过桥梁桩基钢护筒形成吊架系统。自下层围檩及支撑部分开始加工，最后形成反吊系统，使用了千斤顶开展整体下放操作，以达到预期施工目标。

1.2 方案选择

该种类型的钢板桩围堰施工方案由于首先对围檩与支撑结构进行了安装，因此，在钢板桩的定位上更为精准，能够省去安装定位桩与导梁的工序，有利于节省施工时间，降低成本投入。在施工作业现场，使用逆作法对钢板桩的变形影响小，技术应用安全可靠。本项目施工中，由于水中主承台部分为低桩承台，深水清基部分的开挖深度达到了7.36m。相关人员在施工中，应重点控制钢板桩的变形问题。

2 钢板桩围堰设计说明

在漯河至阜阳铁路增建二线工程跨茨淮新河（44+72+44）m连续梁承台及桩基施工中，要做好水中钢板桩围堰施工，并对施工中各项因素进行全面把握。施工项目中，主墩承台的截面尺寸为（17.6×13.2×2.5）m+（12.8×8.4×2.5）m，为确保围堰施工便利性，综合考虑作业空间、抽水井、集水井设置等因素，相关人员经围堰打设的平面尺寸设计为21m×16.5m，此时围堰结构与承台混凝土的距离为1.5m，满足现场施工条件要求。

根据施工图和现场地质条件，判定项目所在地－6m 范围内均为淤泥层结构，土质以粉质黏土为主，厚度约为7.36m。通过对历史水文数据分析可知，该地水道历史最高位达到31.79mm，常水位标高达到26.55m，最高通航水位是31.0m。相关人员在对钢板桩围堰设计时，也对主墩位置的河床地质资料进行了分析，由于钢板桩围堰定的标准高度应超过最高洪水位标高，其实际标高为31.79+0.5=32.29m。

主承台钢板桩围堰需要自上而下设计，共计三道。其中，第一道设计使用双拼I56a 型工字钢，距离钢板桩顶端1.95m；第二道I56 工字钢，与第一道的距离保持在3.5m；第三道则使用了双拼I56 工字钢，与第二道距离保持在3.0m，同时距离封顶面为3.7m。内支撑设计采用了2 道直径为529mm 的钢管，钢管之间的距离为6.5m。具体施工中，首先对第一道、第二道围檩和支撑结构进行施工，随后安装钢板桩围堰；当清基开挖后，经过封底与抽水后，再安装第三道围堰与支撑结构[1]。

3 水中承台施工中钢板桩围堰施工技术应用措施

3.1 钢板桩与围堰施工控制

在项目施工中，相关人员使用履带吊与振动锥配合击打钢板桩，并坚持由近到远施工原则，首先对靠近平台侧的钢板桩进行施工，其次是远离平台侧的钢板桩，最后做好两侧自上游向下游合龙。在具体施工环节，技术人员要严格控制桩的垂直度，并做好定位和双向垂直度检查，确保施工位置准确，防止由于出现位置偏差导致钢板桩竖直下沉。

此外，应做好钢板桩围堰平面设计，将其规划为矩形结构。具体施工环节，相关人员需要重点关注围堰纵向与横向是否出现转角。当出现较为明显不稳的转角时，应做好定型角桩控制。在控制方案应用中，需要将2 根钢板桩焊接在1 根角桩上，以形成三角形结构，提高其整体稳定性。角桩的设计必须稳定、并将合龙安排在横向或纵向的一边上，此外，根据现场施工作业条件，也可选择在围堰角桩的位置上合龙。

具体施工环节，为确保围堰整体安全，相关人员对承台结构采取了水下清基方法，并做好水下封底操作。本次施工完成后，每个承台累计实现清基方量为1331m3，并应用抓斗进行淤泥清理。此外，技术人员也应用泵吸反循环法，对承台基坑进行开挖作业，通过该种方式，能够极大提高清基效率，把基坑内的泥沙被运送到指定地点，确保了施工作业的稳定性与连续性。在具体施工中技术人员也增加测试点密度，并辅助高压水枪，对土体进行冲刷与切割，确保形成泥浆。随后，利用千斤顶下方整体围檩和支撑。本次施工要求钢板桩顶超出最高水位0.5m，86#、87#墩插打的钢板桩标高如表1 所示。

表1 钢板桩标高 单位：m

3.2 做好水下封底控制

本次施工中，利用钢围堰与钻孔桩护筒作为支撑，并且在钢护筒的槽口上铺设了56a 型工字钢，将其作为主要承重梁。主梁部分也施工了22a 横向梁，每个梁的间距为50cm。同时，在横向分配梁上铺10mm 的木板，将其作为封底施工平台。封底混凝土需要采用C30 水下混凝土，厚度为150cm，本次施工中每个承台使用的方量为519.75m3，封底混凝土采用分块浇筑法，此外，在围堰范围内布置了6 根299 型号的水下混凝土导管。在封底控制中，每根导管的浇筑半径为5m[2]。

在混凝土浇筑时，应对导管接头质量进行控制，做好接头质量与数量控制，以满足连续浇筑要求。浇筑施工完成后，要保证其表面完整，封底的顺序为周边到中间，并依次开球封口。当所有封口均完成后，相关人员根据混凝土顶面上升情况，控制分配混凝土的流向，使得混凝土在围堰范围内满足均匀上升条件。

水下混凝土浇筑需要重点做好高差控制，由专业人员通过准绳控制浇筑高差，并且对混凝土的扩散情况进行观察。在导管移位前，需要保证浇筑区域混凝土铺满，防止出现漏浇。根据施工标准，水下混凝土浇筑高度应控制在承台以下20cm 处。浇筑完成后，需要对混凝土的强度进行测试，当混凝土强度达到设计要求后，此时倘若围堰抽水作业完成，则需要在封底混凝土的上部支立模板，将20cm 厚度的混凝土作为找平层。在最终封底前，应指定专业技术人员对钢板桩围堰底座的具体情况进行检查，使得封底部分平整，达到预期浇筑要求。

封底完成后，相关人员需要对混凝土的强度进行检查，当其强度标准达到80%以后，则开始抽水作业。当抽水达到承台顶50cm 位置时，需要安装第三道围檩。为达到稳定安全要求，技术人员需要对各节点的施工状况进行检查，明确钢板桩与导框之间是否牢固，严格避免抽水时意外事件发生。在施工质量控制中，应做好抽水管理，防止出现抽水过快问题，同时需要对围堰结构进行观察，当其锁口位置出现大量漏水时，应立即做好止水处理。

对本次施工中钢板桩锁口漏水问题进行分析可知，操作人员在对钢板桩进行打插的过程中，使得钢板桩受到了物理撞击，锁口位置发生渗漏。为防止问题扩大化，相关人员使用了导管在围堰外侧放置了煤渣，当煤渣的高度超过漏水位置时，漏水问题便会得到解决。此外，也可使用袋子预先装进煤渣，通过活力将其安置在漏水位置。

3.3 施工效果评估

在水中承台施工中，使用钢板桩围堰施工技术产生的效果十分明显，在具体施工管理中，应对施工要点进行明确，并做好细节控制工作，降低各类因素对施工结果造成的不良影响。作为优秀施工技术人员，应坚持理论与实践相结合原则，对钢板桩围堰施工技术进行升级，并结合工程项目实际情况，做好安全与质量控制工作，以实现良好的经济效益和社会效益[3]。

此外，本项目施工流程具有较强的合理性，使得钢板桩施工技术达到行业领先水平，项目施工作业流程如图1 所示。

图1 钢板桩围堰施工流程

在施工作业中，相关人员严格按照上述流程对钢板桩围堰进行施工，并做好施工质量控制，对项目施工中的重点与关键环节进行管理，如钢板桩合龙对接与承台施工质量验收。项目经过验收后，质量合格，施工标准达到行业领先水平，为同类项目施工提供了重要参考。

4 结语

综上所述，本文对桥梁水中承台设计方案进行研究，分析了承台施工技术手段，对钢板桩围堰施工思路进行了探索，提出使用逆作法，优化施工路径，通过对钢板桩的起吊下插、合龙，做好施工吸泥、清淤、混凝土浇筑、围堰内抽水，使得承台施工质量达到预期要求，有效避免了安全风险与质量不良事件。