水下基础钢板桩围堰施工技术

水下基础钢板桩围堰施工技术

胡金普

中冶交通建设集团有限公司北京100011

摘要：钢板桩围堰是桥梁深水基础施工方法之一，由于其施工速度快，成本低，安全性较高等优点，近年来在各大桥梁施工中得到广泛应用。本文结合工程实际，针对钢板桩围堰施工要点及施工技术进行了分析和探讨。

关键词：钢板桩；围堰；基础

1工程概况

某公路大桥孔数-孔径为:25-40m，设计角度90°。上部结构为装配式后张预应力混凝土T梁，先简支后结构连续，下部为柱式墩，桩基础，肋板台，桩基础。根据水文、地质及工地现场的实际情况、工期要求，经多次方案讨论后，决定采用钢板桩围堰施工方案。主桥墩水下系梁、墩柱（身）采用钢板桩围堰施工方案。钢板桩围堰尺寸定为：单排主墩为26.4m×4.8m，钢板桩选用OT22型，主墩均采用长度为12m的钢板桩。

2钢板桩围堰施工流程

测量放线→插打定位钢板桩→插打钢板桩→围堰合拢→基坑吸沙→设置第一层内支撑→基坑吸沙→设置第二层内支撑→吸沙到设计标高→混凝土封底→等混凝土封底强度合格→抽水堵漏→破桩头→检桩→系梁和立柱施工→拆除内支撑→回填沙土→拔除钢板桩。

3施工技术要点

3.1插打钢板桩前的准备

（1）每个墩的钻孔桩完成后，移走钻机，清理钻孔平台，钻孔平台留作钢板桩围堰的工作平台。

（2）钢板桩变形检查：钢板桩在插打前有必须对其进行外形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检查。锁口检查方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查，对于检查通过的投入使用，不合格的再进行校正或淘汰不用。

（3）振动锤检查：振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行检查，确保线路畅通，功能正常，振动锤的端电压要达到380－420V，夹板牙齿不能有太多磨损。

3.2钢板桩围堰的插打

钢板桩插打利用50t吊车作为起吊设备，配合90型振动锤的施工方法逐片插打。

（1）导桩打设。采用90型振动锤施工，打入四个引导桩作为导向桩以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度。在四个引导桩内侧分别焊接4个牛腿，作为导梁的水平撑。

（2）安装工字钢导梁。在水平撑上安装导梁，导梁选用边线顺直的工字钢。安装及调整导梁的轴线及内边净距，将导梁与水平支撑临时焊接固定。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，第一片钢板桩位置选择一般在围堰的一侧开始进行插打。插打时，钢板桩桩背紧靠导梁架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用铅锤进行观测，以确保钢板桩插正、插直。

（3）插打角桩。双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，施工时须严格控制。精确测设第一根角桩的方位，以此指挥打桩履带吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必须与钢板桩的中心重合，起吊钢板桩呈垂直状态下，完成插桩；第一根桩插设时需留置一定的预留量，不要完全打入，插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。

（4）其它钢板桩的插打。顺着事先固定好的导梁依次插打其它钢板桩，钢板桩顺着前一根钢板桩的锁口插入，启动振动锤分次打入至设计标高。钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插，当下插困难时，可在钢板桩锁口处摸少许黄油，以减少摩擦。钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，或用铅锤吊线的方法进行测量，随时检查钢板桩的偏位情况，当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正，以利于及时纠偏，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。

3.3围堰内抽水、吸泥、安装内支撑及水下封底

（1）钢围堰内基础开挖，拟采用水下吸沙。钢板桩插打完成后，安装完第1、2道内支撑后。开始吸沙前，先清理围堰中钻孔灌注桩施工时地遗留物。本围堰清基拟采用水下吸泥机进行，吸沙机开动时注意围堰内外水头保持平衡，靠近钢板桩和灌注桩附近的沙泥较难吸出，可将水抽起一部分，用高压水枪冲刷，吸沙至系梁底标高2.5-3.0米处。设计封底1-1.5米，围堰内经过吸沙整平后进行测量，基底标高要符合设计要求，局部高低允许误差为±30cm，围堰壁和灌注桩壁不能有淤泥。为了防止污染水体，吸出的泥沙，通过泥浆泵运至指定地方处理。（2）由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底。

（3）砼浇注将近结束时，重点对导管与导管的中心处、钢板桩四周及钢板桩壁等部位进行高程的测量，确保砼面的标高达到设计要求。由于浇注水下封底时，砼表面无法达到比较平整的要求，所以在砼浇注时，将砼顶面标高控制在设计标高下10cm左右，待砼达到强度，围堰内抽水后，再补浇10cm砼垫层。

（4）待水下封底砼达到设计强度后，抽除围堰内的水，浇注砼垫层，在钢围堰抽水过程中，设置专业钢板桩施工人员观察钢围堰变形情况，确保施工人员的安全，抽出围堰内的水后，凿除桩头、绑扎钢筋、安装系梁模板、浇注1.5米高系梁砼。

3.4围堰的拆除

（1）围堰拆除时，向围堰内注水至43.5标高处，拆除第二道支撑时将工字钢切割取出。

（2）继续向围堰内注水至河面水位标高，并用沙土填实后，填土时要填到第一道支撑下0.5米位置，拆除第一道支撑。

（3）待拆除第一道支撑后，将钢板桩全部拔除。

（4）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”，减少土对桩的摩阻力，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，停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩拔出来。

4钢板桩围堰施工中的防漏水措施

钢板桩锁口之间连接是否紧密是钢板桩围堰施工中的难点，是关系到围堰是否能成功抽水进行下道工序的关键因素。为此，须从钢板桩施工前、插打时、抽水后等每道工序加以控制。

（1）钢板桩在运到现场后，派专人仔细清理索口间杂物、观察索口是否变形，对于索口变形的钢板桩，应调正后使用。

（2）在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏（重量配合比为沥青：黄油：滑石粉：锯末=4：6：10：1）以防止钢板桩的漏水。

（3）钢板桩在插打时应保证其垂直，防止相互倾斜的钢板桩之间索口无法密贴。

（4）板桩围堰在抽水后若存在较小的漏水现象，在抽水时，可看到哪条缝出现漏水，利用漏水处水压差降产生吸力的原理，在漏水处钢板桩上迅速溜下一袋干细砂或锯木屑、粉煤灰（煤碴）等填充物，在吸力的作用下，填充物会被吸入接缝的漏水处，将漏水通道堵塞，有效的减少漏水量。

（5）在水下浇注封底砼时，将砼顶面标高降低0.1m，待围堰内水抽干后，在承台范围内在补浇0.1m垫层，而在钢板桩内侧做积水坑，防止钢板桩间轻微的渗水对系梁施工的影响。

5结束语

总之，钢板桩围堰钢内支撑施工具有施工工艺简单、安全度较高、可控性强、拼装简便、安装快捷的特点；即能大幅缩短施工工期，而且能有效控制和节约施工成本，在工程造价方面有明显的优势。

参考文献:

[1]宋金河，郑文江．水中深基础钢板桩围堰施工技术[J]．山西建筑,2016，32(21)：122-123.

[2]许红胜.深水基础钢围堰结构方案比较优选[J].中外公路，2014，（6）：94-97.