钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用

黎欣兴、程锐

（江西省交通投资集团有限责任公司，江西南昌330000）

0 引言

随着我国桥梁事业的不断发展，桥梁建设项目越来越多。桥梁基础工程建设作为桥梁建设中的关键环节，其质量关乎整个桥梁工程的稳定性。故而，在桥梁项目建设中需要对基础工程给予高度重视，应用科学的技术提升项目的建设质量。钢板桩围堰技术作为一种常见的基础施工技术，具备操作性强、施工方便等特点，在桥梁建设中得到了广泛应用。因此，对钢板桩围堰技术的应用要点进行详细分析，掌握更为全面的技术措施，对桥梁事业发展有着积极的促进作用。

1 钢板桩围堰施工技术概述

钢板桩围堰是目前应用较为普遍的一种桥梁基础结构施工技术，为板桩围堰结构。钢板桩的表面设计为有锁口结构的型钢，主要的结构形式是直板型钢板桩与槽型钢板桩，制作为联锁的结构形式，从而形成钢板桩围堰结构。按照不同工程的技术标准和设计方案的要求，钢板桩被制作成为多种外形的围堰结构形式。

目前桥梁项目中的钢板桩围堰，主要采用的是沉井式围堰结构，其内部安装有纵、横向支撑结构，形成围笼的形式，可以实现单壁封闭，各支撑结构可保证其强度性能符合要求。在桥梁基础施工环节，首先应该确保钢板桩的围堰高度超出最高水位约50cm，还要结合水域深度、降水量大小等因素，确定最佳的围堰结构形式。

此外，如果施工现场存在航道，应综合分析其对围堰和整体施工可能产生的干扰和影响。一般来说，需要分析、了解水流压力特性，将钢板桩的围堰制作成圆形效果更好，以确保尺寸、规格都符合桥梁工程的施工要求。与其他桩体形式对比，钢板桩具有如下优势：强度性能高、质量小，有较高的防水性能，成本较低，现场施工操作方便，工期短，综合效益较高；耐久性好。长期使用不会变形、损坏，使用寿命一般可达到50～70年，互换性良好，循环利用价值非常高；不占用过多的河道面积，雨季施工也不会对河道产生过大影响[1]。

2 工程概况

2.1 桥址概况

某大型桥梁项目跨越河道，设计为连续钢构形式。河道上游有重要的水利枢纽设施，而且该桥梁位置的水流相对较缓，两侧都是砂砾型河岸，植物生长比较旺盛，河道两侧有乡道分布，道面宽度在3m左右。

2.2 结构设计

在该项目的桩基设计中，25#墩被设计为钢构主墩结构，根据端承嵌岩桩的设计要求，墩体为20 根直径φ2.2m 的钻孔桩，承台结构高度为27.5m，厚度尺寸为5m，25#墩体上底部位标高为49.976m，水位为61.5m，墩位河床面标高为55m。

2.3 通航情况

根据对现场的勘察和了解，可以确定，河道通航等级为内河III 级。其上游位置上的水利设置已经完全投入运行，使得河道通航状况得到明显提升。但是，总体通航量较少，航行的船舶以沙船、渔船、小船等为主。

3 钢板桩围堰在桥梁施工中的应用

在钢板桩围堰技术的应用环节，考虑到桥梁基础的特殊性，需要做好施工准备工作，并对施工材料工

艺进行分析，严格按照工艺标准进行作业。

3.1 施工前的准备工作

3.1.1 放样定位

钢板桩围堰结构的上游、下游都要布置测量点，根据设计标准要求对单桩的位置进行确定，还需要明确锁扣钢板桩的插打位置，应用全站仪进行内轮廓线的控制，并设置导向梁结构，以达到施工质量标准要求。插打施工环节，需要应用两台经纬仪，同时做好锁口钢管垂直度的监测与控制工作，确保该结构达到工程的质量标准要求。

此外，考虑到放样测量的准确性，测量环节还需要做好测量数据的核对工作，对不一致的参数进行二次测量，如此才能提升工程质量。

3.1.2 施工准备

开始施工前，工程师和相关技术人员应进行交底工作，了解设计方案和技术标准的要求，保证项目施工方案具备可行性。桥梁深水基础结构施工前，技术人员和管理部门必须进行安全方面的交底工作，并将交底文件留存使用。同时，还要结合实际，建立完善的安全管理责任制度，明确安全操作规程和标准，确保现场工作处于管理范围内。钢板桩围堰施工前，应做好内河区域的全面清理工作，防止插打过程中触碰到障碍物而出现弯曲、变形，钢板桩的装卸环节也要防止发生这些问题[2]。插打作业开始前，应做好钢板桩的全面检查，如发生变形要及时处理，避免影响总体的工程质量，同时还要做好锁扣润滑的处理工作，让锁扣发挥出应有的作用，避免施工后发生渗漏，从而提高运行效果。

3.2 钢板桩插打

在钢板桩的插打环节，要应用80t 履带联合振动锤进行施工。在进行圆形钢板桩插打时，应该从围堰上游中心开始，逐步向两侧进行插打作业，并在下游位置逐步重合形成整体结构。如果使用矩形钢板桩，则要从上游一角开始进行，直到下游合龙形成整体。按照以上的插打施工顺序，可以防止出现泥沙淤积的问题（也能够利用水流带走部分泥沙），从而减少基坑的开挖作业量，缩短项目施工工期。插打工作开始前，应在导梁结构上标注好钢板桩的施工位置，以中间的那一片钢板桩为基准点，将两侧焊接角钢作为导向装置，确保其不会移动，以基准点钢板桩作为质量控制的要点，确保其垂直、稳定。然后进行第二片钢板桩的位置标注，并开展插打施工，结束后即可对另一侧对称位置上的钢板桩进行插打施工。插打环节，一般采用人工联合机械的方式进行，通过锁扣连接钢板桩，应确保连接部位达到平缓性要求，不会出现锁扣损坏的情况，避免对围堰的防水效果产生影响。插打施工作业阶段，好需要做好垂直度的控制工作，一般在插打3～5 片钢板桩后，就要进行垂直度检测，防止发生严重倾斜的情况，影响总体施工质量。如果发现钢板桩偏移超出设计标准范围，就应立即进行纠正

处理。

3.3 钢板桩围堰合龙

钢板桩围堰合龙环节尤为重要。通常会将合龙口设定在下游1/3 处，此时应将两片钢板桩设置为一高一低的状态，确保合龙插打施工质量符合要求。合龙作业前，应做好钢板桩合龙外径的计算和控制，仔细检查缺口位置的尺寸，做好计算、测量、分析，并使用尺寸合格的钢管桩，然后再将其运输到现场进行插打作业。如果钢板桩围堰合龙环节存在上小下大的情况，则需要使用机械将两侧缺口位置拉开，精确计算尺寸后再次合龙。合龙成功后，进行锁扣止水的操作，一般选择使用石灰、石膏、锯末等材料进行封堵处理，以确保其符合施工的标准和要求[3]。

3.4 钢板桩围堰封底

在钢板桩围堰封底施工环节，灌注桩导管的数量及之间的间隔，要根据围堰结构的半径、底面积进行确定。

同时，还要对标高进行严格控制，技术人员应做好现场技术参数的测量和记录工作，确保误差处于合理范围内，不会存在误差超标的情况[4]。此外，封底施工前，还要做好浇筑结构厚度的计算和控制，使其达到均匀性要求，不会发生应力集中的问题。而且，在钢板桩围堰封底作业过程中，还应确保混凝土供应充足，及时进行浇筑工序的转换，合理使用现场施工机械设备，以缩短浇筑时间，不会对后续施工带来任何负面影响。

3.5 围堰的拆除施工

钢板桩围堰的拆除环节，应确保整个桥梁的承台结构已全部完成施工。拔出钢板桩时，应使用打桩机先夹住钢板桩的头部位置，然后振动60～120s，当基础结构土体松动后，缓慢拔出钢板桩结构。如果存在较大阻力导致拔出不顺利，则需要先进行锤击处理，然后再逐步向上拔，如此反复操作2～3 次后，就能够一次性将其拔出了。钢管桩拔出后，要做好清洗工作，一旦发现破损，要立即修补，并在桩体表面涂刷一层油漆，避免其生锈或被腐蚀，同时还要在运输过程中做好防护，以免对其造成严重损坏[5]。

4 施工质量控制

4.1 搭设钢板桩围堰辅助平台

通常在该平台上安装插打钢板桩施工导向架的结构，包括导向支撑以及支撑圈梁，从上游转角开始计算，应用50t 履带机联合DZ120 型振动锤打入钢板桩，直到合龙成围堰的结构。而后，使用抓斗以及射水吸泥机联合作业的方式开展基坑开挖施工，并进行封底混凝土的浇筑施工。

4.2 钢板桩插打施工及其质量控制

插打钢板桩前应该做好下述准备工作：

4.2.1 对现场施工人员进行技术交底和安全交底，让全部施工人员充分了解钢板桩围堰施工方案和技术标准，并按要求逐一开展现场施工。

4.2.2 搭设围堰辅助平台，给现场围堰施工提供基础。

4.2.3 做好河床清理工作。对围堰施工范围内的河床展开清理，防止在插打环节遇到障碍物而影响工程的正常施工。

4.2.4 钢板桩的变形检测。在钢板桩的运输、装卸等环节极易发生损伤，给结构性能带来不利影响，所以在正式开始插打前，应做好桩体结构的质量检查。如果发现钢板桩的变形较为严重，应及时校正。同时，还要进行锁口检查，一般需要使用长度为2m 且型号相同、规格相同的钢板桩作为标准，应用卷扬机拉动标准钢板桩，然后从桩尾开始进行锁口的通过性检查，符合要求后才能进行施工，如果不合格，要及时纠正，以达到运行标准。

4.2.5 在规定位置涂抹黄油等润滑油脂，一般在锁口间易摩擦的部位进行涂抹，防止发生围堰渗漏问题，提高结构的总体运行效果和质量。

4.3 钢板桩围堰插打

钢板桩插打施工主要使用50t 履带吊装起重机，应用导向架联合DZ120 型振动锤下沉逐一插打。插打作业前，需要在该位置上布置限位装置，该装置一般应用型钢加肋板的形式制作，尺寸需要超过钢板桩的外表面1cm。插打作业阶段，桩背应紧靠导向架结构，在插打的同时还应将吊钩逐步下放，此时应在相互垂直的两个方向应用经纬仪或全站仪进行监测，以达到插正、插直的标准要求。插打过程应严格按照设计方案和技术标准，保证施工工艺和质量合格，不会对工程质量产生影响。在封底混凝土结构强度达到工程标准要求后，就可以进行围堰内的抽水处理工作，抽干后要先做好清底整形施工，再进行承台模板安装以及钢筋绑扎作业，使其达到工程的标准要求。

4.4 钢板桩变形及渗漏观测

钢板桩合龙施工结束后，应及时在顶部封口的支撑、转角等位置布置应变观测点，应用全站仪根据坐标观测的方式，对钢板桩与支撑结构位移变形量参数进行每日观测，运用电桥针对钢板桩围檩结构进行应变观测，同时应每日分析、了解钢板桩及周围围檩结构位移应变的发展变化，以了解钢围堰的受力安全情况，确保施工的安全性。此外还要制定切实可行的应急处理措施，超前预报可能存在的问题。

4.5 钢板桩围堰施工中的防漏水措施

插打工作开始前，应对钢板桩的直线度、齿槽等相应尺寸进行检查，如果发现损坏或变形，应及时修复，然后再投入使用。插打环节要确保齿槽对正位置的精确性、咬合密实度符合标准。为了避免插打环节出现齿槽锁口摩擦或渗漏问题，应及时在齿槽内部涂抹一层黄油混合物油膏。如果开挖施工过程中发生渗漏，应对漏水的缝隙进行清理，并将乳化沥青经过浸泡处理之后进行缝隙填充，确保渗漏位置被彻底封堵，如有必要，还可通过遇水膨胀密封剂进行压注封堵施工。

抽水作业环节，如果钢板桩咬合接缝处发生漏水，应在漏水位置外部抛撒干黏土与锯末的混合料，利用水压差形成的吸力，将填充物吸入漏水位置上完成封闭。如果漏水较为严重，还应该在漏水位置内部抛填黏性混合物，并加入部分塑料薄膜，以保证钢板桩的性能合格，工程的质量不会出现问题，符合交通运行要求。

5 结语

综上所述，钢板桩围堰结构施工可以大幅提升工程的质量和效率，简化桥梁桩基的施工工序，还能避免对周边环境的影响，对我国桥梁事业的发展有积极作用。在具体的施工环节，需要做好钢板桩围堰结构的质量管控，保证其基础质量合格，从而提升桥梁基础结构质量水平，符合桥梁的运行要求。此外，还应重视钢板桩围堰结构的降水处理工作，做好钢板桩的尺寸偏差控制，防止对开挖造成不良影响，提升围堰结构的质量水平，为桥梁项目的正常施工提供基础，也为我国交通事业的发展做出贡献。