李振世
中铁六局路桥公司宿州项目部 湖南 长沙 410000
摘要：以新建福厦铁路九龙江特大桥175#、176#墩水中墩围堰施工为例，九龙江特大桥跨河区段的承台全部采用钢板桩围堰进行施工，针对河床地质复杂，地层标高起伏较大、水深、基坑深的施工环境，采用24米拉森钢板桩进行基坑支护，过程中采用了钢板桩定位技术、水下安装内支撑、水下开挖等施工工艺克服了地质不良、深水、深基坑的施工困难，取得了较好的效果，为同类型钢板桩围堰施工提供了很好的经验总结。
关键词：水上；钢板桩；技术；施工组织
1引言
随着我国经济实力的增强，国内基础建设得到了大力发展，建筑业蓬勃发展，跨江、跨河工程越来越多，施工环境越来越复杂，拉森钢板桩作为一个可周转使用，可回收的临时基坑支护方式在深水基坑施工中日益增多，此工艺具有施工快捷、拆除方便、结构整体性好、可重复利用，节约成本等特点。本文介绍的利用拉森钢板桩进行水上围堰施工的工艺及流程，加快了施工进度，减少钢材的一次性投入及损耗，符合节能减排的发展前景。
2工程背景
2.1工程概况
九龙江特大桥位于漳州市境内，桥址范围内地势平坦，水系发达，属于九龙江系平原地带。在里程DK272+200跨越九龙江北溪南港，河面宽约200m；本工程围堰施工期考虑最高设计水位为+5m。最低一般冲刷线标高北溪南港为-14.88m。主要接受大气降水以及上游支流、地表水体和地下水补给，流量和水位变动大，受季节或降雨影响显著。
2.2主要施工内容
主要施工内容包括围堰材料、机械设备等现场准备、钢板桩接长，钢板桩插打施工、水下吸泥施工、内支撑安装、封底混凝土施工、围堰监控、钢板桩围堰拆除等施工。
2.3工程难点
1、本区段河床地质较为复杂，各地层标高起伏较大，钢板桩插打进入圆砾土层时的垂直度控制是本施工重点。
2、钢板桩长度达到24m，中间焊接接头的强度和顺直度是本施工的难点。
3、施工工点位于九龙江入海口，每日潮差达到4m，围堰结构受力变化大，内支撑安装完成前围堰内水位随河流水位实时调整是本工程施工的重大风险点。
3 工艺流程
施工准备-测量定位-导向安装-钢板桩插打（接长）-围堰合拢-水下吸泥、清理基坑-混凝土封底（水下检查）-抽水（围堰监控）-内支撑安装（钢构件加工）-承台施工-冠梁浇筑、地层内支撑拆除-承台墩身施工。
4 施工方法及措施
4.1 钢板桩接长焊接等准备
所需钢板桩长度均为24m，采用钢板桩单根长度为6m、18m、两种规格焊接组成，确保围堰焊缝不在同一断面上。焊接时，采用双面坡口多层二氧化碳保护焊，保证焊缝略高于板面，再对焊缝打磨平整，并在腹板两边加焊加强钢板。
4.2 钢板桩插打施工
步骤一：钢板桩的定位测量，施工前，进行放样，对标明控制点，并经复核无误后加以有效保护。
步骤二：打设定位桩、安装定位横梁，由于本工程的钢板桩围堰前，钻孔桩已完成，桩基施工的钢护筒保留，所以利用现有的钢护筒焊接牛腿进行定位，在钢护筒上焊接工字钢牛腿，在牛腿上安装两道围囹作为围堰的导向定为支撑，围囹外侧预留钢板桩厚度再设一道I40b工字钢作为围堰外侧定位导向装置。
步骤三：钢板桩插打及合拢施工，第一根钢板桩精确测量定位，并采用I20工字钢在内外围囹上焊成井字定位架，保证第一根钢板桩的准确定位。钢板桩在河下游合拢，合拢通过精确计算，确定拢口位置，配置相应规格的异形钢板桩，根据实际切割焊接成异形钢板桩，以确保整个围堰的密封防水性能。
4.3 水下吸泥施工
吸泥采用高压气泵吸泥机进行施工。高压气泵吸泥机工作原理：机具由一节直径273mm的钢管组成，钢管上附着有3cm的送气管，使其组成一个整体循环系统。工作时整个机具伸入水中，用高压气泵向送气管管内充入气体， 钢管下部进入坑底不断搅动，随着高压气流向上排出，在钢管下部形成高负压状态，基底泥水顺钢管排出，对较硬底层，采用铰刀钻或水刀进行水下切割，形成泥浆再通过高压水管排水基坑外。
4.4 封底混凝土施工
封底方式，采用多导管法从围堰的一个角开始，根据混凝土扩展度，导管布置按每根导管的作业半径不大于5m考虑，导管固定在平台分配梁上。
（1）准备工作
①放线：按照设计要求准确探明底部各点的标高；
②基坑清底：钢板桩围堰形成后，对基坑要进行清底。潜水员下水清理钢板桩四边，并对基底扫平至设计标高。
③施工布置
a、封底平台的布置，利用钢护筒、顶层内支撑搭设封底砼作业平台作为封底砼施工过程中人员操作、小型机具的堆放平台；
b、根据设计导管布置方式安装导管，导管的提升利用50t汽车吊配合作业；
c、由于本工程水位变化较大，易导致围堰内外压差变化，且封底施工时间较长，造成封底失败，封底施工过程中及混凝土强度满足设计要求之前必须保持围堰内、外水位平衡。
（2）注意事项
①导管必须布置合理。
②选用配合比的强度要提高10-20%，充分考虑水下混凝土的特性。拌合混凝土要求有足够的流动性，扩展性及较长的初凝时间以顺利通过导管。混凝土的坍落度控制为20-22cm。
③首批混凝土的数量：v=πR2h/3=3m3,R为扩散半径，最大为5m,h为导管底口处混凝土埋高，h=0.3m。
4.5 内支撑安装
抽水至每道内支撑下80cm处，采用浮箱将施工人员运送至内支撑安装位置，焊接25工字钢牛腿，注意每道支撑所有个牛腿顶面位置在同一水平面。采用履带吊配合人工将内支撑各杆件安放在牛腿顶面并焊接成为整体。安装完成一道内支撑之后，继续抽水完成下一道内支撑的安装。
4.6 围堰监控
本项目基坑工程安全等级属于一级，应对围堰进行监测，具体要求如下：
（1）观测项目主要是钢板桩的侧向水平位移；
（2）经计算分析钢板桩围堰最下层的2道内支撑处应力应变最大，因此在最底层两道内支撑的应力、应变检算最大位置处安装应力应变计，数据信号通过信号线传输至监控数据采集箱，再通过无线网络信号传输至监控信息平台；
（3）应力应变计数据为实时采集、传输，正常施工阶段每天记录2次，分别为涨潮至最高水位、降低至最低水位时，另外在围堰体系转换、工况发生变化时派专人进行全程监控并记录数据；
4.7 钢板桩围堰拆除
（1）支撑拆除：待承台、墩身施工至每道内支撑下边50cm位置后，对已完成承台、墩身周围采用中粗砂回填，并预留50cm浇筑C20混凝土，待混凝土强度达到80%以上拆除最底层内支撑，完成一次围堰体系转换，依次完成水下承台墩身施工及内支撑拆除。
（2）拉森钢板桩拔除：当承台、墩身施工至最高水位以上100cm，即可进行钢板桩的拔除。拔除工作先由下游方向开始，对称施工至上游方向，拔桩起点应离开角桩5根以上，可根据沉桩时的情况确定拔桩起点。
5结束语
随着我国跨江、跨海工程越来越多，施工环境越来越复杂，超大超深承台基础越来越多，利用拉森钢板桩进行水中围堰施工的项目越来越普遍及符合该类型工程的技术经济发展要求，该技术的应用实施，较双壁钢围堰法、钢套箱法施工工艺减少了钢材的一次性投入及钢材无法重复利用、水下临时设施无法拆除的缺陷，加快了施工进度，降低了工程项目的成本支出，本文主要以九龙江特大桥175#、175#墩水中围堰采用钢板桩施工工艺进行了总结，在施工过程中均能安全、有效、快速的施工，取得很好的效果。为同类型水上围堰施工提供了很好的经验总结及借鉴意义。
参考文献：
1 罗万录.深水基础用钢板桩围堰计算分析[J].铁道标准设计，2009（4）:74-76
2《铁路技术管理规程》TG/01-2014 北京：中国铁道出版社，2014
3 《路桥施工计算手册》周水兴，何兆益，邹毅松等编著 人民交通出版社，2001.5
作者简介：姓名：李振世（1992.05）；性别：男，民族：汉，籍贯：山西省孝义市人，学历：专科；现有职称：助理工程师；研究方向：工程技术。