钢板桩围堰在水中桥墩施工中的应用

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1、钢板桩围堰在水中桥墩施工中的应用 摘要：钢板桩围堰工程一般用在水下基础施工中，施工难度大，工程整体复杂。 但在桥梁施工中应用较为广泛，是保证桥梁工程安全施工的前提，在施工中应结 合柱墩及梁下结构进行精心布置，同时，应该结合以往经验， 不断总结施工的科 学高效性，创新出更多的新工艺来促进行业的发展，本文重点分析关节环节，来 描述施工中有待改善的地方。 关键字： 一、钢板支护施工分析 1钢板在施工前，应该检查原材质量的情况，查看资料是否齐全（出场 合格证、检测报告、批号规格）要对现场进行详细的勘察，确定施工 地点的具体地质条件， 尤其是环境复杂的软弱土层的具体位置与厚度。 如果有必要， 还要测定周

2、围水深度， 从而计算出水体不同深度的压力。 确定施工的具体方案，作为指导文件，要严格按照施工方案的技术措 施进行施工，方案中尽量具体体现出钢板的性能指标，计算方式、施 工准备条件、局部复杂环境的详细介绍，这是保证钢板支撑工作的前 提要素。 2钢板桩的施工过程中，要注意桩位位置是否符合图纸要求，打桩过程 中，时刻对桩体垂直度位置进行矫正，同时注意先后桩体的施工情况， 保证间距在规范要求内，施工中还要注意后桩施工中不能扰动上一个 桩体，如果发生磕碰导致桩体偏移，要及时矫正，如果发生严重的， 要进行纠偏后，再进行加固处理，可以用混凝土浇筑。由于围堰进行 中根据地形情况钢板的外观一般存在不同的情况以满

3、足施工要求，所 以在拐点及特殊土层结构中，要对钢板进行必要的标号处理，用红漆 标示施工顺序，以免发生误用的现象，造成重大工程事故。 3 4钢板围堰在靠近河水主航道时，要设置防撞维护措施，保证通航过程 中不被来往的船只撞击而破坏，相对方向上的钢板桩可以设置水平槽 钢加固，同时，在槽钢上架设水平支撑结构。也可以在浅水滩位置， 采取砂子灌袋后，堆放在钢板桩外围，起到缓震的效果。 二、钢板桩围堰结构尺寸的拟定 1. 钢板桩围堰的整体尺寸确定： 沉井基础，钢板桩围堰大小根据沉井大小而定， 沉井顶部要设置支撑钢板托盘，钢板桩围堰内径等于沉井外径。当沉井顶面 高程在河床面下方时，为了便于沉井下沉处理，不易在

4、沉井顶部设置伸臂托 盘，此事钢板桩围堰的外径就要小于沉井外径，支撑钢板桩的托盘槽口外侧 要设置钢带，钢带强度要满足围堰施工期间的内外水头差产生的最大压力要 求，以防钢板桩围堰炸裂。钢板桩围堰的高度根据施工期间的水位、沉井顶 面标高、波浪高度、沉井可能会超下沉量等因素决定。 2. 在插打过程中，钢板桩下端向上挤压，钢板桩锁口之间的缝隙较大，上端总 会向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打5 根左右的钢板桩时就要掉 垂直，将钢板桩的倾斜度控制在1% 左右， 5在施打钢板桩前，在顶层内导环上用红线划分桩位，为不使钢板桩在 插打和搬运过程中弄错顺序，根据锁口套联情况，将钢板桩分为甲、 乙两组，再用红

5、线标出。钢板桩两侧锁口均在插打前涂满黄油以减少 插打时的摩阻力，同时在不插套的锁口下端打入硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口，钢板桩插打时发生跑位现象。夹板在板桩插打过程中 逐副拆除。 6钢板桩的准备工作完成以后， 从运输船上用 25t 汽吊转运上钻孔平台，按插桩顺序堆码。堆码层数最多不超过四层，每层用垫木搁置，垫木高差不得大于 10mm ，上、下层垫木中线应在同一垂直线上，允许偏差不得大于 20mm 。（2） 、导桩打设导桩选用 60cm 、壁厚 8mm 的钢管桩，长度拟为12m ，钢管采用打桩船配D90振动锤沉设，原钻孔平台的钢管桩作为部分导向桩。（3） 、安装导梁在导桩上焊接 210 水平支

6、撑，各水平支撑的顶标高相同，标高值初定为+3.0m。在水平撑上安装导梁， 导梁选用边线顺直的钢板桩。 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。（4） 、插打第一根边桩施工时可选岸侧水浅、 流速小的地方开始， 第一根边桩的定位及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，施工时须从严控制。精确测设第一根边桩的方位，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第一根桩的中心重合。起吊钢板桩呈垂直状态下完成插桩，考虑到水流的影响， 第一根桩插设时需留置一定的预留量。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。第一根桩插桩稳

7、定后， 用挡块等顶塞调整后的空隙使钢桩稳固，间歇启动振动锤，对第一根桩实施小位移量沉设，并跟踪复核桩体的垂直度，直至桩体下沉入土超过3m后，方可连续沉设至设定的桩顶+3.0m的标高。（5） 、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，钢板桩顺前一根钢板桩的锁口插入，插桩到位后加塞固定，启动振动锤分次沉设至设计标高。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， 可采用强迫插桩法，即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳，借桩自重急下插入。项目部采用带有液压夹桩装置的D90振拔锤，能与钢桩作钢性联接， 可克服对桩的摩阻力， 下沉较快且桩尖不致上卷， 提高钢板桩的防水性能和完好率。

8、钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，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。钢板桩插打过程中，可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等，在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表：常 见 问 题预 防 及 纠 正 措 施共连 （施打时和已打入的邻桩一起下沉）发生桩体倾斜及时纠正；先预留 50cm ，合拢后再打至设计标高。桩体扭转安装好桩帽，尽量保证桩体全截面受力均匀；水平伸长（沿打桩行进方向长度增加）不可能避免；施打时提前考虑伸长值，在轴线修正时纠正。（6） 、钢板桩的合拢钢板桩围堰在合拢时， 两侧锁口很难保证在一

9、条直线上。此时采取的措施为：在钢板桩合拢而剩下几组还未插打时，提前考虑合拢情况，可将围堰短边的钢板桩全部插入导梁内，然后再逐次打设钢桩，由于水流影响或其它原因， 采取上述措施仍无法合拢时， 可以根据实际需要制作异形钢板桩进行合拢。（7） 、钢板桩围堰的内支撑设置经验算，主墩承台的钢板桩围堰共需设置4 道水平内支撑， 内支撑的设计标高及使用材料见附件。、内支撑的设置时间4 道内支撑根据施工受力验算的需要，分4 次进行设置：a、顶层内支撑钢板桩围堰合龙后， 立即予以设置， 以提高钢板桩围堰在抽水过程中的整体受力效应。b、第 2 层内支撑钢板桩围堰内抽水时，板桩须承受较大的内、外侧压力差，为确保施工

10、安全，利用顶层内支撑的支撑，围堰内进行抽水至第2 层内支撑标高，待第2 层内支撑设置完毕后，围堰内继续抽水。c、第 3 层内支撑当抽水至第 3 层支撑标高后，同时，水下封底砼达到设计强度后，设置第3 层支撑。待第 3 层内支撑设置完毕后，才可以继续抽水至围堰底标高。d、第 4 层内支撑当抽水至最后第4 层支撑标高后，即承台顶部时，设置第4 层道支撑。待第 4 层内支撑设置完毕后，方可进行下道工序的施工。、内支撑的设置方法围堰内抽水（抽水时要随时进行堵漏）至该层内支撑的设计标高下50cm处，维持围堰内的水面标高， 焊接牛腿、安装围囹进行该层内支撑的设置。a、先在钢板桩围堰内壁按测定的标高焊接内支

11、撑圈梁的三角支撑，三角支撑采用 10#槽钢制作，支撑顶面标高相同。b、起吊并水平安放由双拼50#工字钢焊接而成的圈梁，并连接固定，圈梁与板桩之间的空隙可用铁块或硬木予以垫塞。c、吊车配合人工安装水平支撑，将水平支撑与圈梁焊接固定，以形成平面桁架结构。（8） 、围堰内除土钢围堰内基础开挖，拟采用水下吸泥。采用的方法是：钢板桩合拢后，安装了第 1、2 道内支撑后，然后采用吸砂泵进行水下开挖，并配潜水员水下操作，吸泥至承台底下1.5 米处，进行水下封底 C25砼，砼的强度须达到 90% 以上，方可进行下道工序施工。（9） 、围堰封底由于基底土层较软， 为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止

12、抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底。按设计要求进行封底砼浇筑。浇筑封底砼前，检察内支撑的状况。采用钻孔桩施工用的导管， 进行水下砼的灌注，潜水员配合砼面找平。混凝土采用汽车泵输送，人工按照事前制定好的浇注路线，吊车配合，移动导管，进行灌注。砼浇筑完毕必，潜水员找平标高。等待砼达到设计强度的90% 以上后，再抽水进行第 3、4 道内支撑的施工。围堰内封底砼浇筑完毕，围堰内支撑设置完，抽干水后，即可进行桩头的破除、检测。桩检合格后，找平承台地面，就可进行承台的施工。（10） 、围堰抽水堵漏钢板桩围堰抽水， 为确保围囹受力均匀， 应将钢板桩与围囹之间缝隙用硬木楔等塞紧。用 3-4 台 4-6 寸

13、水泵抽水，在抽水过程中，应及时用过筛炉渣、木屑、粘土（按比例1:1:1 ）拌合物进行堵漏，漏缝较深时，将炉渣拌合物装入袋内，到水下适当深度处倒炉渣堵漏。（11） 、质量控制及注意事项1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm ，断面上的错位不大于2mm ，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm ，钢板桩组上下一致，误差不大于 30mm ，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。3、为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要

14、均分，为保证桩身垂直， 于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插， 使第一组钢板桩桩身垂直， 由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致， 桩身仍有可能倾斜， 在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整， 使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于 5。4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m ，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即

15、先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。6、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。7、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用；8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；10、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m. 安全措施为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时， 必须将安全工作放在首位，预防为主。1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。2、设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。3、拔桩时要先震动 12分钟，再慢慢启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。4、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。5、水上作业操作人员必须穿救生衣，以防人员落水。6、在钢板桩围堰外围靠主航道侧一定位置需设置防撞装置，以保证船舶撞击围堰，造成安全事故。三、钢板桩围堰施工 四、围堰监测 五、钢板围堰方案的确定 六、水中墩钢板桩围堰钢围檩内支撑施工方法