钢板桩围堰在桥梁桩基加固中的应用

张琳琳

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁 沈阳 110000）

钢板桩围堰在桥梁桩基加固中的应用

张琳琳

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁 沈阳 110000）

对于桥梁水中桩基的病害处理方法主要有筑岛明挖、水中平台、钢套箱、沉桩法、钢板桩围堰等。某项目大桥因河床冲刷导致桩基外露，影响到了桥梁桩基的稳定性，本文提出采用钢板桩围堰施工技术对其进行加固，收到了良好的效果。

钢板桩；桥梁；桩基；加固施工

1 工程概况

某大桥总长1145.3m，主桥6～8号桥墩设计为六边形柱墩，引桥30m预制连续T梁和20m预应力砼连续空心板桥墩均设计为双柱式墩，其中1～15、19～21、38、39号桥墩桩基采用嵌岩桩，其余桥墩桩基均采用摩擦桩。设计单位于2009 年3月完成设计，由于施工过程中南岸桥位上游约100m处主堤被挖砂破坏，2010年1月又进行了变更设计，将主堤内的路基改为20m空心板桥，大桥于2011年12月建成进行交工验收合格，检测过程中未发现有严重的工程质量缺陷和影响通车运营安全的问题，于2012年4月通车试运行。由于河流改道，大桥下部结构桥墩水下桩基被掏空和冲刷，冲刷导致桩身上部外露5～16m不等、桩身自由长度增加，受河水冲刷侵蚀，18～21号桥墩桩身外露部分表面混凝土剥落、钢筋锈蚀，桩基桩身自身强度及稳定性显著降低，给大桥运营安全带来隐患。根据现有河床地面线对稳定性最不利的18号桥墩在原设计文件的基础上进行稳定验算，桥墩桩基强度满足受力要求，但必须及时进行保护处理。

2 施工方案选择

针对水中桩施工条件，施工单位提出四个处理方案：（1）水下施工，潜水员下河进行桩基表面处理，然后用钢护筒进行围护，浇筑30cm的素砼。（2）从河岸向20#～18#做围堰，通过围堰进行施工。（3）墩筑岛并结合钢板桩施工。（4）采用钢套箱施工。第一种方案为水下施工，质量检查和控制难度大，存在质量隐患。第二种方案受土场因素影响，工程量大，工期长，费用高，第四种方案费用较高，因此最终选择第三种方案。

3 钢板桩围堰施工方法与工艺

3.1 钢板桩围堰的设计

我们参照了《公路桥涵施工手册》经验算法进行设计［1-2］。同时，为避免出现较大的变形，在对钢板桩围堰设计时也进行了理论算法。

3.2 施工平台填筑

为了18#墩、19#墩钢板桩施工在干处完成，我们沿着河岸进行了筑岛施工，筑岛面积约为45m×70m，平均厚度约为7m，填筑高出水面1.5m。然后对钢板桩的施打位置施工放样，拉绳进行标识。

3.3 打桩机具

根据施工条件，采用履带式液压震动锤施工，此机械原理为挖机式操作方式，在液压臂端安装嵌板式震动锤，起吊高度小，钢板桩固定稳定。

3.4 带式液压打桩机就位施打钢板桩施工要点

（1）先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时要对准锁口，每插入一块即套上桩帽轻轻加以振动。将组拼好的钢板桩用履带式液压打桩机吊起，启动振动锤施打，插打钢板桩时要严格控制好桩的垂直度，尤其是第一组桩要从两个相互垂直方向同时控制，确保不倾斜。开始插打钢板桩后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上。

（2）钢板桩就位下插。第一组钢板桩沿导向架围檩下插，它是整个围堰钢板桩的基准，要反复挂线检查，使其方向、垂直位置准确。其余各桩组，则以已插桩组为准，对好锁口后，采用打桩机下插。钢板桩插打方法为：开始的一部分逐块插打，一部分则先插合拢后再打，每边由一角插至另一角。一般钢板桩倾斜度应小于1%，插入桩位的钢板桩须紧靠围檩，如不能紧靠时，其间隙应小于20mm，并填塞密实。每组钢板桩必须按编号插入正确的桩位，每组偏差应小于±15mm。桩尖高程符合设计要求，标高偏差±100mm。将已插好的钢板桩，点焊固定于围檩上。按上述步骤逐组下插钢板桩，直至围堰合拢。

（3）架设围檩，对顶撑选用600×300H型钢双拼，支撑与钢板桩间设置围囹，围囹采用H型钢双拼，尺寸=600×300，置于基坑内侧，与钢板焊接牢固，使围檩和钢板桩形成一体，防止基坑底部内移或外移。

（4）在施工支撑及桩身的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。

3.5 基坑开挖

钢板桩打入到位后，基坑采用冲水翻砂开挖施工。施工时，先用冲刷挖砂至第一道支撑处，抽出基坑内水，焊接第一道，围檩围檩焊接完成后，再抽水至基坑，冲水开挖至第二道围檩处。焊接第二道围檩，设置好第二道支撑后，再进行土方开挖，直至基坑底。预留30cm厚人工清理至设计标高，即可进行垫层封底施工。开挖基坑时，弃砂按指定地点排放，基坑上口5m以内不得冲刷，以免影响边坡稳定。基坑开挖完成后立即进入下道工序施工。水泵抽砂时设专人指挥，并备用一台发电机，以保证施工安全和开挖准确，密切关注钢板桩变形情况。在基坑底四周挖排水沟，排水沟采用500×200mm，基坑对角设置集水坑（集水坑设置不影响支护安全以及承台施工），然后用潜水泵抽水，排入河道。基坑开挖完毕后，对基底采用浇筑C20的混凝土进行封底，封底混凝土厚度为20cm厚，并在混凝土加入早强剂，加速混凝土凝固。

3.6 桩基处理施工顺序

①进场后，先施打18#墩左幅离岸侧→施工左侧→施工靠岸侧→左右幅中间→右幅离岸侧→右幅靠岸侧→右幅右侧合龙。在18#墩左幅钢板桩合龙后，基坑开挖班组对基坑进行抽水，钢板桩施工班焊接第一道围檩；开挖至第二道围檩时，停止开挖，继续抽水，焊接第二道围檩，直至最后一道围檩焊接完；人工找平设计底标高，施工封地垫层→搭设脚手架→凿毛桩基面，除锈，绑扎钢筋→安装模板→浇注混凝土回填→拔桩。②在18#墩左幅基坑开挖的同时，进行19#墩左幅钢板桩施打施工，并紧跟18#墩左幅后进行开挖→浇筑→回填→拔桩。③进行18#墩右幅钢板桩施打施工，紧跟19#墩左幅后进行开挖→浇筑→回填→拔桩。④进行19#墩右幅钢板桩施打施工，紧跟18#墩右幅后进行开挖→浇筑→回填→拔桩。⑤在不影响18#、19#施工的同时，20#、21#墩采用平行施工开挖→浇筑→回填，节约工期。整个施工顺序，以18#墩为关键线路的原则，一切人工、机械施工向18#墩倾斜。⑥钢板桩的拔除。在拔除钢板桩前，当回填至支撑处，拆除支撑，直至回填至基顶。

4 结束语

钢板桩围堰施工能有效地将水中施工向“干法施工”转变，既为保证桥梁桩基处理质量提供了保障，又能节省工程费用，降低工程造价，具有推广应用价值。

［1］李迎九.钢板桩围堰施工技术［J］.桥梁建设，2011（2）：76-79+84.

［2］符义涛.钢板桩围堰在桥梁水中承台施工中的具体应用［J］.中国新技术新产品，2014（4）：73-74.

Cofferdam in Bridge Pile Reinforcement of steel sheet pile

Zhang Lin-lin
（China railway 19TH bureau group 2nd co.，LTD，Shenyang Liaoning 110000）

Bridge water treatment methods for diseases of the main island built pile cut and cover，water platform，steel sleeve box，pile method，steel sheet pile cofferdam.Bridge due to a project leads to pile exposed riverbed erosion，affecting the stability of the bridge pile，this paper proposes the use of steel sheet pile cofferdam construction technology be reinforced，with good results.

Steel sheet pile；bridge；pile；reinforcement construction

U445.7+2

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2015.04.009

1672-7304（2015）04-0018-02

（责任编辑：吴 芳）

张琳琳（1981-），女，辽宁辽阳人，研究方向：铁路与桥梁。