论桥梁施工钢板桩围堰技术

陈竞尧

摘要：随着我国桥梁建设的发展和科学技术的进步，桥梁的设计不仅要满足跨越江河湖海或深山峡谷的通行要求，而且还需满足环境景观及地理位置要求。钢板桩围堰施工技术是应用于淤泥质土层的水中承台施工，且承台面积较大的条件下，经过施工实践，总结提高形成的技术。该技术通过钢板桩围堰及钢围檩内支撑，在全面符合建设目标的基础上，极大地降低了工程建设的难度和造价，缩短了工程建设的工期。

关键词：水中承台施工；钢板桩围堰；钢围檩

中图分类号：U445.556文献标识码：A 文章编号：1674―3024（2016）07―76―02

引言

我国深水基础的应用始于20世纪50年代，从使用材料、结构形式等方面发展主要经历3个阶段，即管柱及沉井基础阶段、钻孔灌注桩基础阶段、复合基础阶段。目前国内桥梁施工时主要采用的围堰形式：钢板桩围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰、砼围堰等。由于钢板桩围堰具有施工速度快、防水性能好、可重复利用等诸多优点，在公路桥梁建设中有广泛应用。

1工艺原理

（1）钢板桩围堰具体是由钢板桩以及内撑两部分构成，内撑的主要构件是型钢，钢板桩的导梁是由下内撑圈梁来实施的，圈梁中间通过型钢来支撑，增大框架的牢固性。内撑结构组装成整体牢固的框架体系，联合抗击钢板桩外侧水压力，以确保对承台实施施工时周围无水；

（2）利用比重大的砂置换比重小的淤泥，以抵抗围堰外的低水头压力，抽干水后浇筑封底混凝土。相对于传统的浇筑水下封底混凝土可减少封底混凝土的厚度，降低施工成本。

2材料与设备要求

2.l主要施工材料

2.2主要机械设备

3施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程（见图1）

3.2操作要点

3.2.1钢板桩围堰施工准备

（1）桩基施工及检测完成后，拆除钢管桩贝雷架平台，组织挖泥船进场，挖除承台范围内的河床淤泥至设计位置；

（2）根据方案设计图纸，加工内撑外圈梁，预制内撑杆、加工承台模板等，组织钢板桩材料进场。

（3）制作安装钢板桩，安装导向圈梁，组织钢板桩插打船舶进场，插打钢板桩，向钢板桩围堰内回填砂。

3.2.2钢板桩施工

（1）完成全部准备工作后，先拼装导向圈梁，由于钢板桩在插打过程中受水流的冲击导向梁受力较大，需安装焊接牢固；

（2）钢板桩施工时要采用浮吊，采用垂直吊装方式；

（3）将施工完毕的钢板桩稳定的焊接在导向梁上，再对其余拼接好的钢板桩进行施工；

（4）各钢板桩施工完成后，将其焊接在内导向框之上，防止在对下一根进行施工时致使前面的一根被动跟进；

（5）一组钢板桩顺利完成后要使用木垫块将其和内导向框中间的空隙塞好；

（6）钢板桩施工时，要缓慢进行，避免过度锤击现象，致使钢板桩底部翻卷，不利于拔桩；

（7）钢板桩施工时要及时的校正垂直度，当出现倾斜偏时要将其拨出，重新施工；

（8）钢板桩插打工序：在有水流的河内施工，由于存在两种流向力的作用，为降低流水阻力，可首先从上游实施，向对岸和中央两个方向进行，于下游位置汇聚；

3.2.3内撑系统施工

（1）内撑体系使用型钢组合的框架构造，其圈梁系统主要是由双拼的工字形钢构成；上内撑沿垂直桥面方向设置，并布设工字钢斜撑；下内撑完全支护在桩基的钢护筒上；内撑圈梁体系是钢板桩施工过程的导向框；

（2）桩基验收合格后将其工作面上的工字钢拆掉；

（3）组装下内撑圈梁，待其组装好之后，将其先焊接在钢护筒上；

（4）在承重结构上设置上内撑圈梁，和下内撑圈梁联合构成钢板桩施工的导向梁；

（5）撑杆上下端头设置法兰板，设置时要进行定位，支撑要和下圈梁一起组装；

（6）钢板桩施工成形后，要在其上固定上内撑牛腿，设置好上内撑，之后将下内撑下方，待排水之后，进行牛腿焊接；

（7）内撑施工程序为：先设置圈梁，制成矩形结构，再设置支撑，然后在设置斜撑，在对围堰实施排水时，要全面查看其受到的水压力的状况，在发生形变的部位实施加固措施；

3.2.4内撑下放

（1）内撑下放考虑围堰内不抽水下放，将临时支撑的型钢割除，注意调平内撑，使内撑处于水平；

（2）因围堰截面比内撑框截面大约4cm，因此内撑圈梁与板桩中间具有一定的缝隙。水下工人在水下使用硬木垫块将缝隙塞紧，在水压作用下确保钢板桩顶紧圈梁；

（3）对围堰进行排水，边排边让水下工人在板桩的外部实施封堵。待相关工序均完成之后，将水抽干；

（4）拉森Ⅲ型钢板桩具有极强的抗渗性，因锁口不严会导致透水，可使用湿棉花来实施封堵，存在轻微的渗水，应用抽水机进行排水，以便能符合无水作业的条件。这时因外部水所产生的压力，内撑系统均被顶紧；

3.2.5基底回填

（1）基底封填要在完成钢板桩施工之后和排水之前进行；

（2）回填土要使用河砂，在钢板桩围堰中由多个点回填；

（3）在围堰内选取不同的点来测定封填的深度；

（4）基底回填完成即可对围堰内抽水，对回填表面进行平整，保证回填表面的平整；

3.2.6封底混凝土施工

（1）在钢板桩围堰施工中封底砼起隔水作用，也是承台施工时的持力层及施工平台，所以封底砼不能出现薄弱处以免引起漏水；

（2）直接布置泵管到浇筑点位置浇筑，由于钢板桩围堰防水效果较好，采用干封的形式进行；

（3）灌注设备主要包括泵机、混凝土运输车、振动棒、塔吊等，灌注时间控制在12小时以内，每小时最少需50m3。

（4）在进行砼浇筑时，要采取两台泵机直接泵送。并于内撑体系之上设立工作面用以接装泵管和人工作业面；

（5）在浇筑底砼时，要先在基底摊铺一层薄竹片，并在板桩内部安装0.7m的七合板，将板桩和混凝土分隔开，方便其拆除。

（6）因封底所需要砼量大，施工时间比较长，为有效提升效率，安排两台泵机在桥的两端同时实施浇筑。使用商混车将混凝土直接运到浇筑现场。

（7）混凝土浇筑最好在晚上进行，以有效避免往来船舶导致的动水压力对钢板桩造成冲击；

（8）在进行封底砼浇筑时，尽可能确保承台中央处的砼要略高于周围表面，以方便排水。积水养护三天后，凿毛并清洁承台封底处的混凝土，清除不必要的护筒，做好对承台的施工。

4质量保证措施

（1）坚持“质量第一”的方针，认真贯彻执行公司的质量认证体系标准，实施全面质量管理；

（2）建立严格的质量管理机构、制度，按照三级质检体系来把工序质量关，对各工序质量进行全过程控制和检查；

（3）建立自检、监控督察体系，对现场质量进行全方位、全过程监控；

（4）在对钢板桩实施施工前要全面科学的做好技术交底工作，保证工程顺利实施；

（5）应保证插打的钢板桩倾斜度﹤0.5%，如插打过程中出现锁口不密而导致渗水，可有采用在围堰内外利用麻绒、棉絮堵塞的方案；

（6）在浇筑封底砼之前，对钢板桩进行堵渗处理。封底混凝土采用运输两台泵机泵送，封底采用干封；

（7）封底混凝土由下游往上游，开始浇筑第一层，再由上游往下游浇筑第二层35cm混凝土，然后再接长泵管浇筑第三层30cm。保证混凝土密实性，注意防止局部重量过大，以致基底出现反拱；

（8）在护筒及板桩内壁标注出混凝土浇筑标高，避免浇筑过高，而降低其结构厚度；

5结论

（1）钢板桩是提前预制的，不需要现场制作，内支撑系统简易，连接支护较为容易。钢板桩围堰封底简便，可与下道工序同时进行交叉作业，有效缩短了工作时间；

（2）插打钢板桩围堰只需50T浮吊一台及50T和25T汽车吊各一台，一台60t振动锤即可，插打过程中要将导向粱安装焊接牢固保证不受水流冲击产生变形，只要保证桩身不严重倾斜，一般均可顺利合拢；

（3）利用桩基钢护筒上焊接上下两层内撑围檀作为钢板桩插打的导向架，既有效的保证了钢板桩的平面位置和垂直度，又能为庞大的钢板桩围堰在未合拢之前提供临时固定支搓。钢板桩围堰是采用套型锁口方案，防渗性能很好；

（4）本技术适用于公路和铁路桥梁跨越水流缓慢、泥质河底、水深不宜过深的河道水中）大型、异形低桩承台的围堰施工。

参考文献：

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[2]张凯.钢板桩围堰应用与受力分析[J].山西建筑，2015（04）

[3]陈勇.浅析钢板桩围堰常见问题成因及处理防治措施[J].江西建材，2014（22）