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宁德特大桥承台钢板桩围堰设计与施工
摘要：结合宁德特大桥海湾区承台施工，以58号墩为例，对承台钢板桩围堰的设计与施工进行了研究，详细介绍了钢板桩围堰设计及施工工艺，总结了钢板桩围堰在海工领域内施工应注意的主要问题，从而为同类桥梁施工积累了经验。
关键词：特大桥，承台，钢板桩围堰，设计，施工
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宁德特大桥是新建铁路温福线(福建段)站前工程第Ⅲ标段一座特大型桥梁，全长8162．5m。桥梁跨越宁德海湾及其岸边农田、鱼塘，并在其福州端跨越罗宁高速公路和104国道。宁德特大桥基础为1．5m，1．25rn钻孑L桩，桩长为10m～63m；承台最大尺寸为10．4m×14．3m，高3．5m。墩身均为实心式，墩身高度范围为3．35m～20．35m。上部结构为三联三跨连续梁及24m，32m简支箱梁，共236孔，采用整孔预制、架设方案施工。
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桥址处海域为外海海域，桥址处海滩每天都有一大一小两次涨落潮，高潮时水深5m～101TI。每月的月初、月中潮水较大。百年一遇高潮位为十5．5m，2008年最高潮位为+4．3m。桥址内地层较简单，上部为第四系海积成因的淤泥，平均厚度约为20．0m，中部为冲洪积，冲积成因的卵石土，砂类土和粉质黏土等，平均厚度约为16．0m，下部则为燕山晚期花岗岩及其风化残积土。
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3.1钢板桩选型
根据实际地质情况，结合钢板桩的特性、施工方面进行考虑，宁德特大桥水中墩承台及部分岸上承台选用拉森Ⅳ型钢板桩施工，其主要技术参数为：W=2043crn，J=31950dn4，Q=76．1kg/m。
3.2钢板桩设计检算
1)设计概况。宁德特大桥施工高水位为+4．5133,。钢板桩围堰所在土层为淤泥，其物理性质指标为：内摩擦角9=321。，取等代内摩擦角仇=15。，粘聚力￡=10．3kPa，=16．2kN／m3。承台顶标高一0．18m，承台底标高一3．68m，基坑底开挖至一5．18m。承台厚度为3．5m，水下封底混凝土厚度取用1．5m，淤泥面标高一4．06m。
2)钢板桩最小人土深度t。。因开挖深度较深，又为单撑支护，需钢板桩入土较深，故按上端为自由支撑，下端为固定支撑，用等值梁法计算。板桩上土压力分布见图1。以最不利工况：潮位至十3．8rn，第一道支撑(+2．5m)安装好，抽水至+0．0m，安装第二道支撑(+0．5m)计算最小人土深度t0。
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4.1钢板桩准备
1)钢板桩。钢板桩无论是新购还是租赁，进入施工现场前均需检查，整理。新钢板桩验收时，应备有出厂合格证，机械性能和尺寸符合规范要求。经整修或焊接后的钢板桩，应用同类型的钢板桩作锁口通过试验检查。验收或整修后的钢板桩，应分类、编号、登记存放。2)钢板桩的运输。对于处理好的钢板桩，在堆存、搬运起吊时，不得损坏锁口和由于自重而引起变形。钢板桩采用汽车或船只运输。3)钢板桩的整理。钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物，对缺陷部位加以整修。锁口检查的方法：用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。对检查出的锁口扭曲及“死弯”进行溻整。
4.2钢板桩插打
1)设置导桩框架。钢板桩围堰施工前，先搭设第一层内支撑，作为简易施工平台。简易施工平台由型钢组成，焊接在该墩位钢护筒上面。同时简易施工平台上兼作导桩框架，在插打钢板桩时起导向作用。2)钢板桩插打。钢板桩围堰采用逐片插打。桩锤一般采用振动桩锤。应用固定的临时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。准备工作就绪后，将事先加工好的定位桩精确垂直安设于上游中心，并与HW400分配梁焊接牢固，确保插打第一片钢板桩的垂直度。第一片钢板桩以HW400分配梁为定位、垂直插至设计标高。剩余钢板桩，则以已插好的钢板桩为基准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉，紧靠HW400分配梁。插打几片后，将已插好的钢板桩与HW400分配梁用钢板连接。3)钢板桩插打顺序。一般宜插桩到全部合龙，然后再分段、分次打到标高。插桩顺序，在潮汐河流，有两个流向的关系，为减小水流阻力，可采取从侧面开始，向上、下游插打，在另一侧合龙。4)钢板桩围堰合龙。合龙前的准备。在即将合龙时，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。钢板桩围堰在合龙时，两侧锁口不尽平行，两端相距在一定范围内时，采取异型钢板桩合龙即可。钢板桩围堰完成后，将钢板桩与内导框之间的空隙逐个以硬木塞紧。
4.3定位内支撑与围囹制作安装
定位内支撑、围囹的加工制作安装，对钢板桩围堰的垂直插打及整体稳定起重要作用，必须准确稳固。安装围囹时，应进行测量定位，先打定位桩，再在定位桩上挂装导桩框架，在开始插打钢板桩后，逐步将导桩框架挂在已打好的钢板桩上。
4.4抽水堵漏
钢板桩插打到位后，可在外侧围一圈彩条布，在其下端绑扎钢管沉入河床，并用砂袋压住，堰内抽水时，外侧水压可将彩条布紧贴板桩，起到一定的防水作用；在钢板桩侧锁口不严密的漏水处用棉砂嵌塞，堵漏效果明显。堵漏之后，采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高，之后抛填块石。
4.5封底混凝土施工
抛填块石之后，采用高压泵把围堰内的水抽除。抽水后浇筑C20封底混凝土硬化基底。
4.6钢板桩围堰拆除
在拆除工作中应注意：钢板桩围堰拆除工作与围堰施工程序应相反进行。首先采用水泵加水至最下一道内支撑标高处拆除最下一道内支撑，其余按此步骤进行直至最顶一层内支撑拆除完毕。钢板桩拔除先由下游方向开始，对称施工至上游方向，采用振拔锤配浮吊进行施工。拆除过程必须时刻注意施工安全。钢板桩拔除方法：先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减小土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拔，如此反复可将桩拔出来。
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钢板桩围堰在宁德特大桥滩涂区成功的应用到施工中，实践证明应用效果良好，加快了施工进度，节约了成本。钢板桩围堰在整个施工中较为顺利，围堰整体性、安全性较好，使基础按施工计划完成，为全桥如期交工创造了有利条件，可以为同类型桥梁基础施工提供施工借鉴。
编辑整理：项 敏
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