钢板桩围堰施工

钢板桩围堰施工（共11篇）

钢板桩围堰施工 篇1

摘要：重点阐述临近河床边钢板桩围堰施工, 采取科学的施工方案从而实现安全、质量、进度以及经济效益的目标。

关键词：钢板桩围堰,方案

1概述

钢板桩围堰在桥梁承台施工中应用普遍, 且施工较为简便, 研究钢板桩围堰的施工方案, 对于同类型施工, 具有普遍的指导意义。本文结合神府高速公路碛塄黄河大桥施工的实际经验进行分析研究。

2工程概况

碛塄黄河大桥路段是陕西省高速公路榆商线神木至府谷高速公路的终点路段。大桥全长约817.11m, 包括主桥0#～12#墩。桥梁跨径组成为:1×50 (第一联) + (61+4×110+61) (第二联) + (40.08+3×40+40.08) (第三联) 。主桥2#～6#墩下部为分离式承台, 承台尺寸12.4×8.9m, 承台高4m。碛塄黄河大桥3#墩为主墩, 上部结构为挂篮悬浇连续刚构混凝土梁, 下部结构为薄壁空心高墩, 双幅分离式承台, 设计承台顶标高+800.500m, 设计承台底标高+796.500m, 单幅6×φ2.2m钻孔灌注桩基础。此墩位位于黄河河道内, 紧邻主河槽, 距黄河大堤230m。河床面标高+798.19m～+802.4m。

3施工方案设计

3.1施工方案选择

大桥3#墩处于河道中部, 四面临水, 墩位处使用筑岛施工, 筑岛平台顶标高+804.0m, 地层依次为中细砂、卵砾石, 其中卵砾石层容许承载力250Kpa, 桩周土极限摩阻力100Kpa, 基坑最大开挖支护深度9.2m, 基坑防水支护宜选择施工简单, 适应性好的钢板桩围堰。

3#墩围堰选用SKSP-SX18型钢板桩 (如下图所示) , 主要参数如下:

3.2施工布置设计

3.2.1施工设防水位。本桥所处河段的水势及流量受上游万家寨水利枢纽调控影响很大, 根据当地水文资料, 选取围堰计算水位为+804.5m, 对应流量1800m3/s。

3.2.2围堰布置。每幅承台设一套独立围堰, 围堰内轮廓尺寸为14.36m×11.96m, 每边留0.98m～1.2m承台立模空间。围堰钢板桩顶标高+805.00m, 底标高+790.00m。在+804.50m、+801.00m、+798.00m处各设1套内支撑。两幅围堰共需15m长钢板桩180根, 共计220.32吨。C25封底混凝土顶标高+796.50m, 底标高+795.30m, 厚1.2m。如下图所示 (标高单位m, 尺寸单位mm) :

3.3施工机械设备配置

50t履带吊机1台、25T汽车吊机1台、DZ90打桩机1台、单面液压夹持器1套、平板车1台、挖掘机1台、10KW水泵4台。

3.4主要工程量

钢板桩220t, 钢结构约92t, C25混凝土438m3, 取土约3160m3。

3.5施工设计计算

按围堰施工的四个主要阶段建立力学模型, 进行结构受力验算。验算结果表明, 围堰在各个施工阶段均处于安全状态。

4施工方法及步骤

4.1场地平整

钻孔桩施工完毕后, 将基坑开挖范围内的场地平整至标高+804.0m (视水位情况可进行调整) , 清理围堰范围内的块石、混凝土块及其他杂物。

4.2测量放样

使用全站仪测放出围堰内轮廓线及高程控制点, 使用白灰、木桩等进行标识。

4.3安装插打导向

围堰插打导向以壁厚δ=12mm, 直径φ2.2m, 长3m的钢护筒作为支撑。在围堰内轮廓线内采用压重下沉的方式埋设钢护筒, 钢护筒顶标高+805.00m。在护筒+804.70m处用2[20焊接临时横撑, 用以安放导向圈梁。导向内外圈梁直接利用内支撑圈梁材料, 与临时横撑焊接。

4.4插打钢板桩至设计深度

4.4.1钢板桩插打采用50T履带吊机, DZ90振动打桩机及单面液压夹持器配合进行。

4.4.2钢板桩插打顺序:上游侧→南、北两侧→下游侧

4.4.3钢板桩插打前应对板桩质量进行检查, 每组钢板桩的宽度允许偏差为±3mm;锁口内外应光洁, 并呈一直线;锁口拼接处应尽量拼接紧密, 间隙不得大于3mm;锁口全长不应有破裂、缺损、扭曲或死弯;全长不得有焊瘤、钢板、角钢或其他突出物, 应保持平滑, 两端均应切割整齐, 上端按照需要开圆孔并焊接钢板加固做吊点;钢板桩不得有明显扭曲和弯曲。

4.4.4钢板桩插打之前在内导向架上画分桩位, 以便在插打钢板桩过程中逐块核对尺寸, 全面检查内、外导向架及其他构件, 确保无误后开始插打钢板桩。

4.4.5角桩的插打是钢板桩围堰施工的开始, 在插打时要严格控制好桩的垂直度, 要从两个相互垂直的方向同时控制, 确保垂直不偏。

4.4.6角桩插打稳定后, 立即与导向架进行联接, 钢板桩与内、外导向架之间的间隙, 用木楔块塞紧。然后依次插打南、北两侧及下游侧钢板桩至合拢。

4.4.7每组钢板桩插打完成后, 用短钢筋头点焊固定在围堰内导向上, 当遇到悬挂外导向架的挑梁时, 应及时拆除挑梁, 并用钢筋钩将外导向悬挂在已经插好的钢板桩上, 以免外导向变形。

4.4.8开始插打的钢板桩可以一次插打至设计标高, 最后一面应先插好钢板桩, 当钢板桩全部合拢后, 由合拢处依次将各钢板桩插打至设计标高。

4.4.9钢板桩最后无法合拢时, 可以制作异型钢板桩进行合拢, 钢板桩进行调整和丈量尺寸后, 根据合拢口的宽度及锁口的型式, 制作异型钢板桩。

4.4.10在插桩过程中, 应做到“插桩正直、分散偏差、有偏即纠、调整合拢”的要点。

4.4.11钢板桩插打质量要求:桩顶标高偏差≤±100mm, 钢板桩轴线偏差≤±100mm, 钢板桩垂直偏差≤1%。

4.5围堰第1层圈梁及内支撑安装

4.5.1拆除导向临时撑杆及临时牛腿, 取出钢护筒。

4.5.2在围堰内标高+804.00m安装第一层内支撑。取土使用挖掘机进行。

4.5.3安装前先在钢板桩上焊接内支撑临时牛腿, 再将导向内圈梁及内支撑移至牛腿上, 焊接其余内支撑。内支撑及圈梁中心标高+804.50m。

4.5.4内支撑安放平立面位置检查合格后, 使用C20混凝土对内支撑圈梁和钢板桩之间的缝隙进行填充, 混凝土强度大于5MPa后进行下步取土工作。

4.5.5内支撑总体平面标高安装偏差≤±100mm;各节点位置偏差不得大于100mm;各节点相对高程不得大于50mm;内支撑连接焊缝要求饱满, 高度不小于图纸设计要求。

4.6围堰第2层圈梁及内支撑安装

4.6.1在围堰内排水取土至标高+800.50m。排水设备使用水泵, 取土机械采用高压水枪配合挖掘机进行。本次取土不得超挖。

4.6.2安装前先在钢板桩上焊接内支撑临时牛腿, 再将导向内圈梁及内支撑移至牛腿上, 焊接其余内支撑。内支撑及圈梁中心标高+801.00m。

4.6.3内支撑安放平立面位置检查合格后, 使用C20混凝土对内支撑圈梁和钢板桩之间的缝隙进行填充, 混凝土强度大于5MPa后进行下步取土工作。

4.6.4内支撑安装要求同4.5.5。

4.7围堰第3层圈梁及内支撑安装

4.7.1在围堰内排水取土至标高+797.50m。排水设备使用水泵, 取土机械采用高压水枪配合挖掘机进行。

4.7.2安装前先在钢板桩上焊接内支撑临时牛腿, 再将导向内圈梁及内支撑移至牛腿上, 焊接其余内支撑。内支撑及圈梁中心标高+798.00m。

4.7.3内支撑安放平立面位置检查合格后, 使用C20混凝土对内支撑圈梁和钢板桩之间的缝隙进行填充, 混凝土强度大于5MPa后进行下步取土工作。

4.7.4内支撑安装要求同4.5.5。

4.8围堰封底混凝土浇筑

4.8.1在围堰内排水取土至标高+795.30m左右。排水设备使用水泵, 取土机械采用高压水枪配合长臂挖掘机进行, 也可采用高压水枪配合砂石泵。

4.8.2将基底整平。使用高压水枪将桩身周围及钢板桩上附着的泥块等杂物清理干净。

4.8.3使用流槽及汽车混凝土输送泵浇筑封底混凝土。混凝土浇筑时由主河槽及下游侧向前推进。混凝土振捣采用插入式振捣棒, 现场制作2组同条件养护试件。

4.8.4浇筑混凝土时在围堰四角埋设Φ500mm的铁桶作为集水坑。

4.8.5封底混凝土初凝后, 回灌0.5m左右的水到围堰内, 对封底混凝土进行养生至设计强度。

4.9第3层内支撑拆除及承台施工

封底混凝土达到设计强度后, 拆除第三层内支撑。清除封底混凝土浮浆层、找平, 清理杂物, 凿除桩头。

4.10第1、2层内支撑改造

待承台混凝土达到拆模强度后, 拆除承台模板, 围堰内承台四周填土、灌水至承台顶以下0.5m。在第1、2层圈梁及内支撑处安装撑杆, 拆除纵桥向内支撑。

4.11第一节墩身施工

清理承台顶面, 对与墩身连接位置处混凝土进行凿毛处理, 绑扎墩身钢筋, 安装墩身模板, 浇筑首节墩身混凝土。

4.12围堰拆除

墩身出水 (或出土) 后, 回填基坑至+803.50mm左右, 拆除内支撑及圈梁, 使用振动打桩锤及履带吊机拔出钢板桩, 恢复原地面。

5结束语

通过对本工程中主桥3#墩钢板桩围堰施工方案的深入研究和总结可以为同类型施工提供宝贵的实践经验。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) .

[2]《公路工程施工安全技术规范》 (JTJ076-95) .

[3]《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004) .

钢板桩围堰施工 篇2

某桥主桥承台钢板桩围堰施工方案设计及施工

以山东鄄城黄河公路大桥为工程实例,详细阐述了钢板桩围堰技术在大型桥梁深基坑的应用,对钢板桩围堰工艺参数设计、施工要求和注意事项进行了细致分析,指出钢板桩围堰施工进度快、安全、占地空间小,一次性投入低,对于深水墩施工切实可行.

作 者：杨中镜 曾卫兵 YANG Zhong-jing ZENG Wei-bing 作者单位：湖南省有色地质勘查局247队,湖南长沙,410129刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(25)分类号：U443.16关键词：钢板桩围堰 施工方案 流程 对策

钢板桩围堰施工 篇3

【关键词】钢板桩；围堰；插打

1、工程概况

从化珠江温泉大桥工程位于广州从化市温泉镇境内，地处温泉旅游度假区南面，路线基本呈东南往西北走向，路线全长1680.39m，其中桥梁长度约746.6m，主桥结构形式为（73+125+73）m预应力混凝土连续箱梁，跨越流溪河主桥最大跨度为125m。主桥10#墩位于河道与河滩临界线上，承台高4m，承台顶标高+32.5m；主桥11#墩则位于河滩上，承台高4m，承台顶标高+34m。

2、工程地质条件

本工程所经过地区属流溪河冲积平原，沿线地面高程一般在31.0～42.0m之间，地势开阔、平坦，地表覆盖第四系冲积地层。根据地质勘探，本桥主要地质为第四系冲洪积层由粉质粘土、砂土和卵石土组成，局部见淤泥，厚度一般6.9m～17.0m和燕山期花岗岩：青灰色、肉红色，属侏罗系高桥单元，粗粒结构，硬质岩类，全线均有分布。主桥10#、11#墩地质主要为第四系冲洪积层的粗砂、卵石土、粉质粘土组成层以及强风化、中风化和微风化花岗岩层。

3、施工工艺的选择

主桥10#墩位于河道与河滩临界线，11#墩则位于河滩上，综合考虑技术可行性和经济性，10#墩采用筑岛法施工，其钢板桩围堰的施工方法采取先筑岛，筑岛按1：1.5放坡，再插打钢板桩，最后才进行基坑开挖的施工型式。11#墩采用钢板桩围堰法施工。主桥10#、11#墩承台施工，根据工程所在场地的特点，结合钢板桩的施工简单，快捷并且成本较低等因素考虑，选用钢板桩围堰施工的方法。并根据钢板桩的特点，选用的拉森SP-U600×210型（拉森Ⅳ型）钢板桩，其板桩宽度适中，抗弯性能好。10#墩板桩长为12m，11#墩围堰板桩长为9m。

4、钢板桩围堰施工

4.1钢板桩插打前的准备工作

1）钢板桩的整理，当钢板桩运至现场后，进行检查、分类、编号及登记。

2）剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。

3）剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤。

4）在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

5）由于主桥10墩承台位于于河道与河滩临界线，施工之前先进行筑岛，并在靠河侧堆码沙袋进行防护后，再进行钻孔桩施工，然后插打钢板桩，进行围堰内抽水以及安装围檩和内支撑，再进行基坑开挖施工承台。

6）加工拐角处板桩，拐角处板桩采取将一整根钢板桩从腹板中间处一分为二，将半块板桩与另一整根板桩焊接在一起。

4.2插打钢板桩

钢板桩围堰施工所需材料设备通过临时便道由平板车运至施工现场，利用25t汽车吊喂桩配合50t履带吊通过90kw的振动锤将钢板桩打入，自上而下一边抽水、吸泥和开挖，一边焊接内支撑，内支撑焊接完成后继续抽水、吸泥和开挖到要求的基底深度。

（1）插打第一片钢板桩。为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。边插打边将吊钩缓慢下放。应在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。

（2）插打过程的控制。钢板桩吊起后用人工扶持插入前一块锁口后继续下插。起吊作业时，钢板桩下部须设缆风绳人工控制。钢板桩插打要保证垂直，最先施工的钢板桩不得一次性到位，由于钢板桩锁扣的摩擦力，会出现打入后一片时带动上一片一起下沉。施工时往往打至比设计标高高30～50cm时停止，然后施工下一片，以此类推，至打完一侧时，然后调整标高。每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1%以内，超过限定的倾斜度应予纠偏。当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量。插桩顺序，在无潮汐河流一般是从上游中间开始分两侧对称插打至下游合龙，在潮汐河流，有两个流向的关系，为减少水流阻力，可采取从侧面开始，向上、下游插打，在另一侧合拢。

（3）插打钢板桩合拢。围堰有4个面，每一片钢板桩都应沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4-5片），如果有误差，可调整合拢边相邻一边离的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。

（4）内支撑安装

内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍安装墩身模板。当堰内降水、吸泥至围檩底部50厘米处时安装围檩及支撑。围堰内排水用抽水机，抽水机排水量应大于围堰内渗水量的1.5-2.0倍（抽完后留1-2台备用）。在抽水时，如发现有明显的渗漏，可在渗漏的围堰外侧放锯末，随着水流由外向内流入，锯末流入钢板桩缝隙内，起到堵漏作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内止水。

主桥10#墩和11#墩钢板桩加固原则，采取“先支撑后开挖”的原则进行。具体支撑顺序如下：开挖至支撑处→加围檩及内撑→开挖至基坑底。

4.3插打注意事项

（1）插打时要严格控制垂直度，特别是在打设第一片钢板桩时要从两个相互垂直的方向严格控制，保证钢板桩的垂直度；在打设的过程中要随时监测，及时调整，发现钢板桩倾斜后，可用倒链拉，调整钢板桩的垂直度；

（2）当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损钢板桩；

（3）为了防止插打的钢板桩倾斜，在前期的施工过程中就要注意，不要在打设钢板桩的部位下面埋入硬物，打设钢板桩时，这些硬物会使钢板桩倾斜；

（4）为防止在打设钢板桩的过程中出现“带桩”的现象，打之前可在钢板桩的锁口内塞入黄油等润滑物，从而减少钢板桩锁口的摩擦力，避免“带桩”；另外，保证钢板桩的垂直度，也可以避免“带桩”现象；

（5）振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落；

（6）钢板桩插打到位后，可在其外侧围一圈彩条布，在布的下端绑扎钢管沉入河床，并用砂袋压住，堰内抽水时，外侧水压可将彩条布紧贴板桩，起到一定的防水作用；在板桩侧锁口不密的漏水处用棉砂嵌塞，堵漏效果明显。

5、结束语

从化珠江温泉大桥10#、11#墩由于采用了钢板桩围堰施工，与传统的填土围堰相比较，钢板桩从施打、加固直至浇筑封底混凝土的全过程所用时间均较短，而且具有施工进度快、更安全、占地空间小等优点，但是采用钢板桩需要的材料需要一次性投入费用高，一般均采用租赁的形式，因此在采用钢板桩围堰的数量和周转次数的问题必须要认真分析，做到合理的安排利用材料，并且在保证质量的前提下加快承台的施工进度，更有利于减少钢板桩材料的租用费用。

参考文献

[1]叶新，蓝斌.钢板桩围堰施工工艺和技术措施.中国市政工程，2008年2月第一期（总第131期）1004-4655（2008）01-0042-02

钢板桩围堰施工技术 篇4

海游港特大桥位于三门县海游镇, 为跨越海游港, 纬一路和74省道 (岭枫公路) 而设该桥。海游港要求通航净宽30 m, 净高6 m, 与铁路斜交24°, 纬一路路宽32 m, 净高大于5 m, 与铁路斜交21°, 74省道正在拓宽, 拓宽后道路宽24.5 m, 净高大于5 m, 与铁路斜交7°。新建铁路甬台温线站前工程第Ⅱ标段2工区海游港特大桥工程, 起讫里程DK92+657.82~DK94+134.82, 全长1 477 m。

该大桥有3个桥墩 (14号~16号墩) 在海游港水中, 正常施工最高水位为+4.0 m。详细资料情况:14号墩承台尺寸为12.3 m×8.2 m×3.0 m, 顶面高程为-1.08 m, 15号和16号墩承台尺寸为14.3 m×9.4 m×4.0 m, 顶面高程均为-0.426 m (15号墩原设计承台底标高为-6.25 m, 后考虑到围堰施工难度变更为和16号墩一样) , 河床面14号墩测时为-3.5 m, 最大水深为7.5 m;16号墩测时为-1.5 m, 最大水深为5.5 m, 15号墩测时平均为-8.0 m, 则水深为12.0 m, 在河中心侧涨大潮时水位最深处达13.5 m。

钢板桩围堰 (内支撑) 施工示意图如图1~图3所示。

说明:1) 图1~图3中标注尺寸采用cm计, 标高采用m计。2) 钢板桩围堰尺寸分别为16.0 m×12.0 m和14.4 m×10.4 m。围堰内支撑图形为轴线对称。3) 钢板桩围堰钢板桩顶面标高比最高潮位的水面标高4.0 m高出0.5 m;14号墩河床泥面标高为-2.5 m, 15号墩河床泥面标高为-5.43 m。4) 钢板桩围堰内支撑用H型钢或工字钢和钢管支撑制安, 钢管支撑其进料长度应与现场实测数据基本一致;围囹斜撑节点焊接要严格执行钢结构施工规范。5) 围囹2H50型钢可用2Ⅰ56工字钢替代。15号墩第三层内支撑因承台高度4 m太高, 需要将水平2Ⅰ40工字钢或400 mm管桩支撑埋在承台里不拆除。6) 工字钢或槽钢两片为一组, 焊接组成, 安装时侧放, 内支撑每个节点采取四面围焊, 焊缝高度为8 mm。周边导梁上和钢板桩之间安装反牛腿, 布置间距为2.5 m。

2 施工工艺和方法

2.1 施工准备

1) 为钢板桩卸车倒运吊装做好准备。因海游港受涨落潮影响很大, 为了保证连续施工作业, 加快施工进度以及施工方便, 在水中拼组了两台10 t浮吊和一艘80 t的运输船, 一台用来卸车和倒运钢板桩, 一台专门用来打拔钢板桩, 这样14号~16号墩三个围堰可以连续快速完成, 以便尽快上钻机进行钻孔作业。

2) 检查振动锤及其配套设备:根据地质情况此处选用DZ60型振动锤。振动锤的端电压要达到380 V~420 V, 14号和15号墩因线路太长电压保证不了, 改用120 k W发电机来供电施工, 同时也作为海湾中施工必备备用设备, 以保证施工期间防抗洪抗台风需要, 确保施工安全。

3) 钢板桩检验、整型。钢板桩运到工地后, 均应详加检查、丈量、分类、编号, 特别是角桩, 要检查锁口, 将所有同类型的钢板桩作锁口通过检查。

4) 测量放样。根据围堰尺寸在围堰内侧插打定位桩, 每个面根据需要布置2根~3根400定位桩, 在定位桩焊接牛腿, 然后再在上面安放导向框架, 导向架可用已有钢板桩或内支撑围囹材料制作。

2.2 钢板桩施工工艺流程

钢板桩施工工艺流程见图4。

2.3 钢板桩围堰施工顺序

1) 测量放线、安装固定导向框 (利用钢板桩设一层即可) 。2) 利用中—60振动锤插打单片钢板桩, 直至合龙。3) 在+4.0 m标高处安装一道2[30槽钢边梁 (14号和16号墩可兼作第一道支撑围囹) , 以方便安装护筒定位框架及人员行走, 测量定位, 埋设护筒。4) 钻孔平台搭设及上钻机钻孔作业, 每个平台上三台冲击钻作业。5) 内支撑安装, 先利用退潮和低潮期抓紧安装好河床上内支撑 (护筒割除同步跟进) , 再边抽水堵漏 (退潮时外侧用棉纱堵漏) 边用抓斗抓挖上面大部分泥渣, 且开挖至最下面一道设计内支撑标高以下50 cm处, 尽快安装边 (圈) 梁和水平支撑, 下面一两米及四拐角潜水员下水用高压水枪带水射冲。6) 开挖至设计高程后, 进行水下混凝土封底。7) 割除高出部分钢护筒, 清理桩头, 安装承台模板并绑扎承台钢筋, 灌注承台混凝土, 然后立墩身模板并绑扎钢筋, 浇筑墩身混凝土。8) 利用低潮期拆除内支撑, 从下至上。9) 拔出钢板桩。

2.4 钢板桩的插打及合龙

准备工作完成后, 将组拼好的钢板桩运至指定位置, 用10 t浮吊起吊、下插, 然后用DZ60型振动锤, 锤击沉入。

2.5 筒埋设及钻孔平台安装

施工步骤:

1) 钢板桩围堰合龙打至设计标高后, 将围堰上口稍焊接连成一个整体防止单片桩受力过大下沉, 此后在+3.4 m标高处焊接钢牛腿 (∠90×90角钢) , 然后利用10 t浮吊在围堰内侧牛腿上安置一道边梁 (2[30槽钢, 可兼作第一道支撑围囹) , 四角根据构造要求焊接斜撑 (2[30槽钢) , 焊接符合规范要求。

2) 在边梁上临时搁放2组2H500型钢, 放在一排桩位孔两侧 (测量控制) , 再在其上横放角钢制作一个1.75 m×1.75 m (或1.4 m×1.4 m) 的方形导向架, 然后边测量边用10 t浮吊和DZ60振动锤进行护筒埋设。

3) 护筒埋设好后, 在围堰内中间护筒两侧插打6根与12 m或15 m (15号墩需15 m长管桩) 长400管桩, 在钢板桩围堰顶和管桩顶搭设6组2Ⅰ560工字钢, 并确保型钢表面基本水平, 然后型钢上面根据钻孔需要布置一定数量的100 mm×200 mm或20以上槽钢和木板 (方木每台钻机不少于50根) , 以便于钻孔施工人员施工方便和混凝土灌注施工安全。施工示意图详见图5。

4) 测量定位桩位, 上钻机进行钻孔布置作业, 钻孔排渣须均匀排出围堰。

5) 钻孔全部完成后, 拆下平台安装围堰内支撑 (平台型钢可用作部分内支撑围囹) , 抽水清基封底进行承台施工。

2.6 支撑安装

当围堰合龙后, 钻孔桩结束前10天开始进料制作内支撑, 支撑和围堰采用角钢焊接成整体来防止围堰漏水。

2.7 水堵漏, 吸泥清基及水下混凝土封底施工

该围堰工程因受每天两次涨落潮影响, 且落差高达6 m~8 m, 钢板桩随潮位漏水非常厉害, 曾用4台22 k W泥浆泵在退潮时抽水, 水位看不出明显下降, 涨潮时更难, 曾在围堰内趁涨潮时发现漏水处用棉絮黄油等填充物在板桩内侧嵌塞, 但等下次涨落时又照样漏水严重, 原因是钢板桩一胀一缩木屑被海水不断冲走。但可以利用此办法将钢板桩第三、四道支撑抢时间抓紧安装完。第三、四道安装完毕后, 用三台潜水泵抽水即可保证低潮位干挖至-2.0 m标高, 此后需要带水开挖作业, 即要求围堰内水位保证在-0.5以上方能进行开挖吸泥工作, 最下面2 m左右泥沙特别是四拐角泥沙无法清除, 为此需用潜水员下水带水射冲, 同时用空压机 (气举法) 吸走, 此法效果显著。

2.8 板桩的拔除

在拔除钢板桩前, 应先利用低潮时抽水及时将低潮位以下支撑拆除, 然后一次灌水拆除其他几道支撑, 从下至上。因封底混凝土不超过2 m, 钢板桩拔除时阻力不大, DZ60振动锤可一次性顺利全部拔除。

3 施工注意事项及技术处理

在钢板桩围堰顶搭设钻孔平台时, 要验算钢板桩受力是否满足要求, 还要考虑局部钢板桩受力过大下沉影响桩位, 为此需将钢板桩上口焊接成整体。当钢板桩入土深度较少时, 而河床面以上自由长度较大时, 须验算围堰倾覆稳定性 (考虑动水压力影响) , 不满足要求时可在围堰内增设管桩支撑, 同时围堰上口一圈增加一道边梁, 并与钢板桩焊接在一起, 这一点很重要。也可采取围堰外侧堆填泥沙的办法解决。海游港大桥15号墩因河床深, 钢板桩15 m入土不足4 m, 特别是退潮时围堰极不稳定, 采用上述办法取得了很好效果, 同时为防止船只碰撞, 在围堰外靠航道侧插打一排管桩。另外需要尽量多上钻机钻孔, 同时严格控制成孔质量和灌桩质量, 钻渣均匀排出在围堰四周。

4 结语

在浅海湾进行钢板桩围堰施工, 只要防范措施得当, 方案考虑周密, 潮汐影响和台风洪水影响是可以克服的。甬台温铁路三门海游港特大桥水中墩采用钢板桩围堰施工就取得了很好的经济效益。

摘要：结合海游港特大桥的工程概况及水文地质气候情况, 对钢板桩围堰施工的准备工作与施工工艺流程进行了阐述, 并总结了施工中的注意事项及技术处理措施, 以取得良好的经济效益。

什么是钢板桩围堰？ 篇5

什么是钢板桩围堰?

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层;可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好;能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，它的用途广泛，

管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

钢板桩围堰施工 篇6

【关键词】围海造地；竹排桩围堰；真空预压；地基处理

Construction technology of reclamation of large cofferdam by bamboo pile

Zhou Feng-zhong

（Wenzhou Urban Construction Group Co，ltdWenzhouZhejiang325000）

【Abstract】Through a large number of indoor model test and practical engineering application to carry out research and production technology， the creative formation of the bamboo row pile cofferdam construction technology， the use of the technology in the course of its higher drainage efficiency， lower material costs and reliability ， Has achieved greater economic efficiency， reasonable construction technology， construction convenience， and can effectively control the construction quality. This method is applicable to the treatment of rivers and soft soils with a large amount of silt and cofferdam height of not more than 5m， and various large-area cofferdam soft foundation treatment projects along the coast.

【Key words】Ground reclamation；Pile cofferdam；Vacuum preloading；Foundation treatment

1. 引言

随着经济、社会的迅猛发展，沿海地区建设规模迅速扩大，土地作为一种有限的宝贵资源与建设用地供需矛盾日益突出，解决这个矛盾的一个重要出路是向海要地。大规模的“填海造地”一直是许多国家扩大用地的重大措施，围堰工程对于填海工程的总体施工具有很重要的意义。传统的围堰一般采用砂袋围堰，但由于砂资源越来越稀缺，围堰施工技术有待开辟一种新的思路。本文通过开展生产工艺攻关，创造性的形成了竹排桩造地围堰施工新技术，该技术的使用过程中以其更高的排水效率、更低的材料成本和可靠性，取得了较大的经济效益。我司通过总结浙江省台州湾循环经济产业集聚区东部新区启动区块吹填及软基处理工程围堰施工的操作经验，逐步摸索形成了施工工法。

2. 工艺原理

本施工工法中竹排桩造地围堰主要采用毛竹作为主要的承重立杆，竹笆作为主要的承重面承担泥浆的侧向压力，紧贴竹笆表面铺设的编织布同时起过滤水分的作用，辅之以拉锚增加立杆受力的围堰结构形式。为保证围堰的效果及稳定性，围堰结构分内外设置三排竹排桩围挡结构如图1所示，围挡之间形成二道镇压层，内高外低呈阶梯状布置，以防止吹填区

竹排桩围堰的水平位移及外侧淤泥的隆起如图2～4所示。围堰高度依次降低，长度可根据工程规模大小而定。每道围堰间距为10m～20m，每相邻两围挡结构高差为1.5m左右。排桩围堰靠吹填区

部位加铺一层竹笆和编织布，来达到挡泥与排水的双重效果，然后通过输送管道将淤泥依次输送至第一道镇压层、第二道镇压层及吹填区域，每次吹泥时围挡结构左右高差不能超过1.5m。这样经过反复几次吹填的泥浆通过滤水沉积形成围堰土体，最后再进行无砂垫层真空预压快速固结处理。

3. 施工工艺流程及操作要点

3.1竹排桩造地围堰施工工艺流程。

3.2施工工艺流程及操作要点。

3.2.1测量放样。

（1）了解围堰区域沿线原土层土质情况、储量和土层表层沉淤厚度，结合围堰毛竹桩的深度，确定毛竹用量和吹填淤泥的方量。

（2）测量人员根据设计围堰中心线放出毛竹的两条外边线，按每50米布置一个控制点，用毛竹打入土中作为控制点并在毛竹上测设竹围堰顶面标高，用油漆作出标记。

3.2.2毛竹桩插设。

（1）毛竹桩施工采用人工配合两栖式挖掘机压桩的施工方法。根据毛竹设计间距，利用相邻围堰控制点拉线来控制围堰边线，首先人工将毛竹立起来，保证毛竹垂直度，然后用两栖式挖掘机在毛竹的上部加压，致使毛竹的另一端往泥土里面插。在确保毛竹设计入土深度的前提下根据设计顶标高来截取毛竹。毛竹插设要求大头朝上、小头朝下。

（2）将毛竹立杆压入已定点的原土层，深度控制在5～7米，上部再用铁丝将毛竹进行搭接绑扎，搭接长度应大于4米，且搭接部分要有不小于2m的长度插入原土层，铁丝绑扎间距不宜大于每30cm一道，根据围堰高度要求确定毛竹桩上部长度，桩头应高出吹填泥面1m以上。

（3）在使用搭接接长的毛竹桩时，毛竹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1m，所以，在组拼毛竹桩时要预先配桩，在运输存放时，安插桩顺序堆码，插桩时按规定的顺序吊插。

3.2.3毛竹框架架体的搭设。

（1）考虑到两栖式挖掘机的操作空间要求，竖向毛竹与斜杆毛竹一起插入土中，斜杆与地面的角度控制在45°～60°之间，斜杆与立杆绑扎处的标高均应严格按设计图纸进行施工如图7所示。

（2）在打好的桩上用毛竹设置横杆，进行横向、纵向连接，采用10～12#镀锌铁丝双股绑扎，毛竹横向、竖向、斜向的毛竹相交处均需绑扎。绑扎的顺序是：先在离地高度15～20cm的位置绑扎纵横水平竹杆一道，同时在横杆之间铺上竹笆片做为临时工作平台；再在离地高度1.5米左右的位置绑扎第二道纵横杆，仍然在横杆之间再铺上临时工作平台，借助临时竹笆平台来依次完成第三道、第四道的横杆及斜杆的绑扎固定。

（3）纵向长杆间距以1.4～1.6m为宜，短横杆和斜向杆应每跨布置。

3.2.4竹笆挡网布置。

（1）在围堰内侧用铁丝将竹笆板搭接后牢固绑扎在立杆上。铺设时宜从下往上开始布置，且搭接要严密，不能存在孔洞，要形成整体的挡泥面如图8所示。

（2）下部竹笆板入泥深度30～50cm，挡泥面应高出吹填面80cm以上。竹笆之间搭接不小于10cm，每片竹笆应不少于6～8个绑扎点，竹笆宜采用错缝布置。

3.2.5编织布铺设。

（1）根据设计高度在后场先将编织布切割后船运至作业区，在已形成的竹笆挡网面上，再加铺一层编织布。编织布上部用铁丝绑扎到毛竹横杆上，下端埋入原土层如图9所示。

（2）铺设编织布要选择无风时进行，一部分人员在前面展开，一部分人员紧接着就进行绑扎固定，绑扎间距控制在30cm以内。编织布铺设应平整无褶皱、无破洞。

（3）在编织布外再加一排毛竹杆，用铁丝将其与毛竹桩绑扎将编织布固定。毛竹杆间距为2～3m。

（4）铺设时，宜先在场地外将围堰高度的编织布缝制好，卷成一捆。编织布搭接处可采用封包线缝制双道线，搭接长度应大于100mm。

3.2.6竹笆围堰加固。

（1）为了提高竹笆围堰的抗推能力及整体稳定性，防止向外倾斜。需要在竹笆围堰的前排立杆与横杆相交处拉两道及以上地锚，地锚的间距取4.0米。根据围堰高度，可沿竖向设多道拉结钢丝绳如图10所示。

（2）用6mm的钢丝绳一端固定在竖向毛竹上，另一端固定在地锚上，中间用紧张器拉紧钢丝绳，钢丝绳与地面的夹角取30°为宜。在土中插入2～3m的毛竹作为地锚，该毛竹与钢丝绳反向插入土体，与地面的角度控制在45°左右。

（3）竹笆板、编织布铺设完毕之后，竹笆板底部和后排斜杆与立杆间用两栖式挖掘机开挖围堰内泥土进行回填压脚。

3.2.7仪器仪表埋设布置。

根据工程需要，可埋设相关的测量仪器，获取相关数据。可埋设测量围堰整体稳定性的仪器如图11～12所示，实时监测围堰的垂直度，做好表面沉降及水平位移的预防工作。

3.2.8吹填泥浆。

（1）当吹填高度小于2m时，可作一次吹填。当吹填高度大于2m时，应采用分层吹填，每次吹填厚度一般为0.7～1m左右，下层厚度可大些，上层厚度可小些。当吹填范围较大时，需分段吹填。即一段吹填完成后，再接长或移动管线进行下一段吹填。

（2）每层吹填完成后间歇一定时间，待吹填淤泥表面排水后继续吹填，必要时需辅助排水。

（3）当吹填距离超过吹填设备最大能力时，应采用加压泵等设备进行吹填，保证输送的畅通。

3.2.9无砂垫层真空预压法软基固结处理。

（1）无砂垫层真空预压法是通过在零承载力的软土上设置浮桥系统实现泥上上人施工，建立起真空泵-真空管-塑料排水板直接传递真空压力的新型真空管路系统。减少了真空压力的传递损耗，提高了真空压差降水效果，建立起真空膜-土工布-真空管-塑料编织布新型膜下真空预压系统，将不透气的真空膜四周埋人土中，使其与大气压隔绝，利用大气压的效应，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效固结度。

（2）施工流程：测量放线→铺设编织布→插设塑料排水板→布设垂直水平排水管道→铺设土工布→铺设真空密封膜→设置测量标志→安装真空泵→抽真空预压固结土层→卸载检测。

3.3劳动力组织（以200000m2竹围堰围海造地施工，工期为180天为例）（劳动力组织情况见表1）。

4. 应用实例

浙江省台州湾循环经济产业集聚区东部新区启动区块吹填及软基处理工程，位于台州市台州湾循环经济产业集聚区东部新区，总吹填总面积达688.45万平方米，是台州历史上最大规模的吹泥工程。采用本工法造地施工处理了面积为35万平方的软土地基，与同期砂袋围堰相比，达到了良好的处理效果，减少了施工成本。在围堰吹填过程中，竹围堰局部发生了歪斜变形，通过分析得知歪斜原因都是杆件绑扎处出现了滑动，整体性不好，没有做到整体受力，经过加固后没有再出现类似现象。这给我们的启示是杆件之间需采取刚性连接就可以避免杆件间滑动现象从而杜绝歪斜或倾覆现象发生。通过该工程的实际运行，在造地施工围堰的结构形式采用上开辟了新的思路，取得了业主的好评。

5. 结语

（1）本方法施工简便，工期较快。施工中采用中小型设备即可完成大围堰施工，操作简单。三排竹框架架体结构可同步推进实施，进度快。

（2）施工成本低。竹排围堰工程中采用的主要材料毛竹具有生长周期短、见效快、用途广等特点，开发前景广阔，资源丰富，投资小。

（3）施工效益高，降低后期工艺风险。与传统的沙袋围堰、沙石围堰相比，竹围堰具有更好的排水性能，采用淤泥为原材料，减少后期的真空预压软土地基排水固结时的漏气风险，可取消密封墙的施工，减少了施工成本。

（4）施工环保程度高，减少环境费用投入。施工所用的原材料毛竹、土工布等，不会对工程及周边环境造成污染，减少工程环境措施费用的投入。

参考文献

[1]刘会林，刘艳. 竹排围堰在中运河（大王庙～房亭河）河道扩挖工程水中围堰施工中的应用. 科技信息， 2013（19）：342～342.

[2]朱礼江. 双排竹围堰在疏浚围堰工程中的应用.科技创新与应用， 2014（14）：169～170.

单层钢板桩围堰设计与施工 篇7

334省道FX-11标段九圩港大桥位于江苏省如东县境内,九圩港大桥跨越九圩港及丰五线。桥梁中心桩号为K38+413,跨径组合为(2-25+33+55+33+2-25)m,主桥上部构造为三孔变截面预应力混凝土连续箱梁,采用挂篮施工,主桥水中墩为钢筋混凝土实体墩,承台顶面埋置于河流最低通航水位减船舶吃水深度以下,主墩承台几何尺寸为7.1m×6.4m×2.5m,低桩承台,左右幅共计4个,埋深在水下5m,河床下3m,采用4个围堰单独施工。墩身几何尺寸为4.3m×2.0m。主墩3#、4#位于九圩港河中,九圩港河属于国家V级河道,不能断航。平时水深保持在3m左右,雨季时水深在4m以上,地质情况自上而下依次为粉砂、亚砂土、细纱层等。地质-3.0～-0.5m为粉砂、亚砂土,正好处于承台下部和桩基顶部。

2 总体方案选择

根据此桥的水深、水文、地质等相关情况和我单位多年进行水中施工的经验,我们对各类施工方案进行综合比选后认为:采用钢板桩围堰施工方案与钢套箱围堰相比具有工期短、施工成本低、工艺简单、较少占用水面、安全、施工风险易于控制等诸多优势,拟采用10m×9.2m的钢板桩围堰进行施工,钢板桩长为12m,其尺寸见图1;同时考虑到地质情况为粉砂、亚砂土,容易引起涌砂现象,需要采用井点排水防止管涌现象。基坑设计采用先抽水再挖土的干挖法设计,即钢板桩施工完成后,边进行抽水,边进行支撑,然后挖土清淤,再进行混凝土封底,最后进行承台的施工。

3 井点降水

根据《九圩港大桥桥型布置图》中的地质勘探情况,基坑下部-2.74～-5.19m、-2.94～-8.76m为粉砂、亚砂土层,地下水埋深为1.2m左右。当开挖至-0.0时有承压地下水,在这些承压地下水层中,对基坑稳定有影响,势必采取一定的措施来防止基坑隆起。

开挖至基坑底-2.85m标高时,抗管涌安全系系数为1.4,能够满足要求,因此,将土的粘聚力和内摩擦力作为安全储备不予考虑,要防止基坑隆起,必须确保承压水层的压力水头降至-2.85m以下。

在基坑四周沿钢板桩内侧打入Φ48mm井点降水管,间距1.5m;降水管长9m,下部1.5m段(粉砂层、亚砂土层部分)设置20个Φ8mm过滤孔,打入后顶标高1.0m,底标高-8.0m;然后对承压水层进行减压降水,总管布置及抽水机数量根据实际减压效果确定,应能满足将承压水头降至-2.85m以下的要求。

4 钢板桩围堰设计

4.1 钢板桩材料

钢板桩采用德国拉森IV型钢板桩,长12m,顶标高3.5m,高出水位至少0.5m,钢板桩重量75kg/m,截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=180MPa。

4.2 入土深度验算

本地土层为亚砂土、粉砂,且粉砂层较厚,为安全起见,现按粉砂中不出现涌砂的情况来验算。不出现涌砂情况时,如图2所示基坑内抽水后水头差为h′,由此引起的水渗流,其最短流程为紧靠板桩的h1+h2,故在此流程中,水对土粒渗透的力,其方向应是垂直向上。现近似地以此流程的渗流来检算坑底的涌砂问题,要求垂直向上的渗透力不超过土在水中的密度,故安全条件如公式所示:

式中:Ks—安全系数;

i—水力梯度;

ρw、ρb—分别为水的密度及土在水中的密度,g/cm3。

其中:G为土粒的比重;n为土的孔隙率以小数计。

土层按第3层粉砂层计算,入土深度等数值见地质剖面图,本基坑中:h′=6.65m、h1=8.5m、h2=5.35m、G=2.621g/cm3、安全系数取2。

由0.96<0.961

故钢板桩长度取12m,入土深度为5.35m,满足要求,不会出现涌砂现象。

4.3 土压力计算

按照静止土压力计算钢板桩后土压力:p0=K0rz

其中:K0—静止土压力系数,K0=1-sinθ′

a点: p0a=rw×3=10×3=30kPa

b点: p0b=K0(q+r′1h1)=0.577(30+8.0×5.19)=41.3kPa

C点: p0c= K0(q+r′1h1+r′2h2)=0.538(30+8.0×5.19+8.7×3.31)=54kPa

4.4 钢板桩计算

钢板桩顶标高+3.5m,入土深度5.35m,设置两道支撑,各支撑的中心标高分别为+2.5m、0.0m,计算水位为+3.0m。根据钢板桩承受土压力,截取板桩AD段,作力学分析如图3:

在土压力计算中A点的土压力为36.8kPa,如按水压力计算A点的压力为61.5kPa,为了简化力学计算模型,把在土层中的压力都按水压力计算,即钢板桩所受的侧压力是一个线性变化的关系。如图4所示,把钢板桩当成一个匀质的钢梁,其E和I相等。这样板桩受力就是一根均质不等跨度的连续钢梁。把板桩上部C点作为简支点,而基坑底部作为固定点计算(如图4)。

采用“1.5版清华力学求解器”建模求解,弯矩和剪力如图5,使用超静定结构力学中的弯矩的分配法求得各变矩:

故:从以上验算结果来看,均满足要求。

4.5 基坑支撑结构

在钢板桩计算过程中不考虑水流动水压力,钢板桩内侧用1根40号工字钢焊接组成围囹(在钢板上每隔2m焊一牛腿作为围囹支撑),斜撑采用20号槽钢组合截面压杆,中间用600mm钢管作为支撑,钢管两端与围囹要焊接牢固,钢管中间用木桩作为坚向支撑。支撑位置的确定综合考虑施工操作空间及板桩应力的合理分布。

在确保安全的前提下,基坑支撑的施工与基坑内水位的下降按“先支撑后降水,分层支撑分层降水”的原则进行,结合本基坑工程的特点,共分二层支撑;基坑支撑的顺序如下:加入第一层导梁→进行第一层支撑→抽水至第二层支撑处→加入第二层导梁→进行第二层支撑→抽水至基坑底。

5 钢板桩围堰施工

5.1 施工准备

钢板桩经过装卸、运输,会出现撞伤、弯扭及锁口变形,钢板桩在拼组前必须进行检查,剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩;剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤;在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

5.2 钢板桩的插打

(1)导梁的安装

施打前必须先制作和安装导梁,可用若干钢管桩打入河床内,将内导梁焊接在钢管桩上面,用以导向,水上平台经检查平面位置后可直接作为外导向;导梁采用20号工字钢制作,具有一定竖向和侧向刚度,保证施打时不变形,正确导向;在打钢板桩时,采用两个夹具夹住钢板桩,夹具可采用10号槽钢制作。

(2)插打钢板桩

采用浮吊悬挂60kW(激振力60t)振动锤插打钢板桩。采用小锁扣扣打施工法,为了确保插打位置准确,第一片钢板桩是插打的关键;插打前在导向架上设置一个限位框架,大小比钢板桩每边放大1cm,插打时钢板桩背紧靠导粱,边插打边将浮吊钩缓慢下放;这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测,以确保钢板桩插正、插直,然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打钢板桩。

在钢板桩施工中,打设的允许误差一般为:桩顶标高偏差±100mm;钢板桩轴线偏差±100mm;钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中,应监测是否在允许误差范围内,超出时及时纠正。

5.3 钢板桩围堰合拢

在即将合拢时,开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此确定下一步钢板材如何插打(是增加钢板桩,还是钢板桩插打时向外绕圆弧);为了便于合拢,合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面,打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直,合拢应选择在角桩附近(一般离角桩4～5片),如果距离有差距,可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内,一定要调整好角桩方向,让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行;如合拢困难,可采用异型钢板桩合拢。

5.4 安装内支撑

当围堰合拢后,抽水施工前还须进行内支撑的安装,以防水压力过大影响围堰内的施工安全。

内支撑的设置,除了考虑受力外,还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置,一边抽水,一边安装,根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁采用40号工字钢,上下间距2.5m,支撑采用二道。围堰内排水用抽水机,抽水机采用大于围堰内渗水量的1.5～2.0倍(抽完后留1～2台备用)。

5.5 围堰挡水效果

基坑抽干水后,可清楚观察到围堰挡水止水效果:钢板桩围堰内表面基本没有漏水,只有少数较残旧的钢板桩由于接头不紧密导致少量漏水;基坑内也没有出现渗漏、管涌等现象,说明钢板桩围堰是成功的。

5.6 变形观测

在钢板桩围堰挡水期间,我们定期对钢板桩顶的位移进行观测,发现桩顶向基坑内的偏移量稳定在2cm以内,说明堰体是稳定的。

5.7 拔桩

水中墩施工结束,立即拔除钢板桩。拔桩前向围堰内灌水,自下而上拆除内支撑,先拆除下部支撑,将水灌进一层,再拆除上部支撑。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1～2min,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,应停止拔桩,先振动1～2min后往下锤0.5～1.0m再往上振拔,如此反复即可将桩拔出来;同时观察浮吊吃水情况,逐渐加快起拔速度。

6 结束语

九圩港大桥水中承台在水下5m,采用钢板桩围堰施工取得成功,同时在采用井点排水的条件下可以实现“干法施工”,不需要采取水下封底,在质量上易于保证,这对于运输繁忙、不能断航、水深相对浅的工程使用较为有利,具有工期短、施工方便、止水效果好、成本投入低等优点,取得了良好的经济效益。

摘要：九圩港大桥主墩承台采用单层钢板桩围堰方案进行施工,结合现场情况对钢板桩围堰的设计、施工作了具体分析。

关键词：钢板桩围堰,设计,施工

参考文献

[1]凌智平.基础工程[M].北京:人民交通出版社,1998.

[2]公路一局.公路施工手册[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[4]李万华.深水基坑单壁钢板桩围堰设计与施工[J].现代交通技术,2004(1).

[5]梁海龙.深水承台钢围堰施工技术[J].北方交通,2010(3).

浅谈钢板桩围堰施工方法 篇8

某堤防整治第一期工程,总长2.7km。工程所在地地质情况:从上往下为人工填土层、第四纪冲淤积层、第四纪残积层和第三纪风化基岩,其中人工填土全堤段均有分布,厚0.8~5.8m,分素填土和杂填土,大部分地段稍经压实;第四纪冲淤积层为淤泥质土和粉细砂层,厚1.6~15.8m,呈灰、深灰色,局部含腐植物或大量腐木。挡土墙及其桩基础建在第四纪冲淤积层上。

2 围堰设计方案

2.1 原围堰设计方案及其特点

原设计围堰采用就地开挖料填筑,堰顶高程2.5m,堰顶宽2.0m;外江常水位为2.2m,堰脚高程在-3.0m左右,挡水深度在5~6m间;迎水坡背水坡坡度均为1:1.5,迎水坡采用砂包铺砌护脚、护面。经测量放线,填土围堰布置于接近河中心,缩窄了航道,堰体挡水高度较大,基础为透水性强的粉细砂,原设计围堰不安全。在图纸会审研究后,经业主、设计、监理、施工四方研究决定全部采用钢板桩围堰。

钢板桩围堰适用于水深4m以上,河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土,风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等,可作成单层与双层围堰。在一般工程基坑施工中,浅基多用矩形及木导框,较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好,多用单层围堰。如用双层围堰时,在双层围堰的夹层中间一般填粘土,特殊情况下,在夹层下部灌注水下混凝土提高防渗能力,在钢板桩围堰的施工中,多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时,围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。围堰内侧工作面的大小,要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。当基础较深,坑壁土质不良,渗水量大,边坡(坑壁)容易坍塌,则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离,适当增大,确保安全。同时,钢板桩的入土深度及是否使用支撑,要通过检算进行确定。

2.2 钢板桩方案

2.2.1 钢板桩的选用

根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,选用的拉森Ⅲ型钢板桩,拉森Ⅲ型钢板桩宽度适中,抗弯性能好,其主要技术参数为:W=1600cm3,g=60kg/m,依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度9~12m长,要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。

2.2.2 打桩设备

在岸边或浅水处,用简易脚手架或直接用打桩机或吊机、扒杆等机械打桩,在较深水中打桩时,要根据工地使用机械及水上作业的设备要求安排。打钢板桩时选用较轻型桩架,一般锤重宜大于桩重、锤击能要适当。表1是复打汽锤打单根钢板桩所需的锤击能,用组合桩时,可按桩数加倍机械设备配置数量表(表1)配置。

本工程投入钢板桩打拔桩机2台用于施工。打拔桩机为挖掘机(KATO1250)加振动锤改装而成,振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型,激振力200k N。

3 围堰施工经过

钢板桩围堰施工正式从1月开始,施工顺序为:修整施工道路→打钢板桩→基坑开挖→桩基础→挡土墙底板→挡土墙墙身→墙后回填→拔钢板桩。开始施工时,投入了530根钢板桩,可围成200m长基坑,但后来发现进度不理想,主要是钢板桩数量不足,不能及时提供基坑工作面,使挡土墙施工常处于等待状态。便于2月份开始增加投入一倍的钢板桩,开辟两个工作面:从头尾两端同时向中间施工推进,每个工作面安排一台班时间施打钢板桩,节约了钢板桩的占用时间,20天左右完成400m长挡土墙,至5月份全部水下堤岸工程施工完成。

4 钢板桩围堰施工方法

4.1 单桩逐根打入法施打钢板桩

⑴先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线,可每隔一定距离设置导向桩,导向桩直接使用钢板桩,然后挂绳线作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

⑵准备桩帽及送桩:打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。

⑶单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大,基础较深的地方采用12m长的桩。

4.2 拔桩

原则上挡土墙施工完成后就可拔桩。施工中我们在完成约100m挡土墙且墙后回填砂至墙高一半后就立即拔桩,桩经修理后重新利用。

先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1~2min,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,应停止拔桩,先振动1~2min后再往下锤0.5~1.0m再往上振拔,如此反复可将桩拔出来。

4.3 钢板桩的施工中遇到的问题及处理

由于河床地质结构复杂,钢板桩打拔施工中常遇到一些难题,常采用如下几点办法解决:

⑴桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够,采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

⑵钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜,采取以下措施进行纠偏:在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0~2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度。

⑶钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

⑷在基础较软处,有时发生施工当时将邻桩带入现象,采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。

5 围堰挡水效果

基坑抽干水后,可清楚观察到围堰挡水止水效果:钢板桩围堰内表面基本没有漏水,只有少数较残旧的钢板桩由于接头不紧密导致一些漏水;基坑内也没有出现渗漏、管涌等现象。说明钢板桩围堰是成功的。

6 变形观测

在钢板桩围堰挡水期间,我们定期对钢板桩顶的位移进行观测,发现桩顶向基坑内的偏移量稳定在2~10cm之间,说明堰体是稳定的。

7 结束语

深水大承台钢板桩围堰施工方法 篇9

石湾特大桥是佛山市禅西大道工程中跨越东平水道的一座特大桥, 目前正在进行主墩基础施工。主桥为 (90.5+150+90.5) m矮塔斜拉桥, 斜拉索为双塔单索面布置。桥塔高28 m, 与主梁0号块的横梁固结。箱梁采用单箱三室加撑板悬臂的形式, C60混凝土, 三向预应力体系。箱梁顶板宽33.5 m, 底板宽16.5 m, 梁高5 m～3.5 m。主墩采用空心薄壁异形墩, 墩高为16.0 m, 采用C40混凝土。主墩承台为正方形, 尺寸为17.5 m×17.5 m×4 m, 采用C30混凝土, 单个承台混凝土方量为1 225 m3, 承台下设16根ϕ2.0 m钻孔桩。

本项目位于珠江三角洲腹地, 属第四纪第一级海相冲淤积阶地。场区第四系土层主要由软土及粉细砂组成, 基岩由下第三系宝月组和下白垩统白鹤洞组泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组成。

2 深水大承台施工方法

2.1 问题的提出

本项目承台施工具有以下几个特点:1) 按航道部门要求, 承台顶面埋入现状河床下, 开挖深度大 (最低常水位标高为+0.73 m, 承台顶标高为-4.4 m, 加上封底厚度, 开挖深度达到11.0 m) ;2) 汛期长且刚好跨汛期施工, 水位深且变化较大给施工带来了一定难度;3) 距离石湾水厂一级水源保护区的吸水口仅100多米, 环保措施方面要求高;4) 距离大堤护坡坡脚较近, 开挖时水利部门要求高。如何解决承台施工的受力问题、防备洪水袭击、满足航道水利环保等部门要求、满足工期要求, 将是决定本桥承台施工成败的关键, 也是我们选择承台施工方案的出发点。

2.2 施工方案的选择

根据现场施工条件和公司既有设备情况, 可以采用钢板桩围堰、填砂筑岛围堰和钢套箱围堰三种方案进行承台施工。经比较, 填砂筑岛围堰方案会压缩航道, 并极易造成下游水厂水质破坏, 同时河床起伏大使得填砂方量巨大也不经济。钢套箱围堰方案所用钢材较多, 并且大部分不能回收, 下沉时设备及人员投入多, 工序复杂, 且钢套箱施工的承台较易出现施工裂缝, 质量控制上较难保证, 同时在防备洪水袭击方面也没有得力措施。为此, 本桥水中墩承台施工采用钢板桩围堰施工方案。

2.3 围堰结构设计与施工流程

经计算, 钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩, 单根长18 m, 桩底嵌入强风化层1 m～4 m, 详见图1。主墩基础施工工序流程为:清除河床孤石及混凝土块→插打施工平台钢管桩、钢护筒→安装钢管桩与钢护筒连接系→铺设平台分配梁及贝雷片→安装冲孔钻机并钻孔→钻孔桩完成后撤离钻机和施工平台→插打承台钢板桩→围堰内除土和内支撑安装→围堰封底→绑扎承台钢筋及预埋件→冷却水管和钢筋安装→浇筑承台混凝土→承台竣工。

3 钢板桩围堰施工要点

3.1 钢板桩插打

钢板桩桩顶标高定为+3.0 m, 桩底标高定为-15.0 m, 围堰轮廓尺寸为20 m×20 m, 外圈辅助施工平台轮廓尺寸为28.6 m (横桥向) ×33 m (顺桥向) , 横桥向每边留有约6 m, 顺桥向留有7 m的桩基钻孔施工作业平台的空间。

插打钢板桩从上游靠主流的一角开始插打第一片钢板桩 (定位桩) , 逐步向两侧推进插打, 最后在下游侧合龙;量测合龙块尺寸, 制作异形钢板桩, 插打合龙段钢板桩。

1) 插打钢板桩时预防倾斜的措施。a.在插钢板桩前, 除在锁口内涂润滑油以减小锁口的摩阻力外, 同时在未插套的锁口下端打入铁楔或硬木楔, 防止沉入时泥砂堵塞锁口;b.及时采用倒链滑车组纠正钢板桩的倾斜, 并用铁件与已稳定的钢板桩焊连, 保障纠偏成果;c.在坚实土地带插钢板桩时, 可将桩尖截成一定角度, 利用其反力, 使已倾斜的钢板桩逐步恢复正常;d.当倾斜较大, 很难纠正时, 可将钢板桩拔起重新插打。2) 钢板桩锁口漏水预防措施。围堰抽水时可能出现钢板桩由于插打不当、不慎撞击等原因致使锁口发生变形, 发生渗漏。当锁口不紧密漏水时, 用棉絮等在内侧嵌塞, 外侧包裹一层防水彩条布, 起到防水和减小水压力的双重效果, 抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物, 使其由水夹带至漏水处自行堵塞, 在桩脚漏水处, 采用局部混凝土封底等措施。

3.2 围堰内基坑开挖及安装内支撑

基坑开挖采用吸泥船, 辅以高压射水等措施保证围堰底平面满足封底混凝土要求。开挖采用水平分层方式进行, 每层厚度控制在1.5 m左右。当开挖深度达到设计标高时, 安装围堰内支撑, 继续开挖、安装内支撑直至设计标高 (见图2) 。

3.3 围堰封底混凝土施工

封底混凝土厚度为1.5 m, 通过泵车接出混凝土输送泵管运送至承台底部, 整个围堰封底平面一次进行, 从承台的一侧向另一侧浇筑。在进行混凝土封底之前必须排干基坑内的积水, 可在基坑四角设置积水井抽排。以承台底为粉砂层计算, 则渗透系数取1.2×10-3 cm/s, 根据公式Q=K×A×t=K×A×h′/ (h′+2t) 可以计算得出Q=168 m3/d。因此, 在承台的四个角点各布置一台流量15 m3/h～20 m3/h的污水泵即可。待封底混凝土达到设计强度后进行堵填, 并且拆除-6.5 m处第三道内支撑, 进行承台钢筋绑扎。

3.4 承台大体积混凝土施工

主墩承台为大体积混凝土施工, 为防止产生温度裂缝, 应尽量采用水化热较低的水泥, 采用“双掺”技术 (掺优质粉煤灰、优质缓凝剂) , 选择含泥量低、颗粒级配好的粗细骨料, 尽量降低拌合用水、粗细骨料、水泥的温度, 采用“内降外保”措施:分层浇筑并在承台混凝土内按要求设置循环冷却水管、保证内外温差及尽早回填等, 以使承台内外温差控制在25 ℃以内。钢筋采用内部排架支撑系统定位、模板采用大面组合钢模。

3.5 钢板桩围堰施工的关键问题及技术措施

本方案成败的关键有以下两点:1) 钢板桩插打必须垂直, 才能确保围堰密实和牢靠。我们的对策是在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁, 并在插打过程中安装和利用导向框进行导向。2) 如何保证封底成功、确保承台施工质量。我们采取的技术措施是“止水、保压”。“止水”就是在钢板桩用棉絮等在锁口内侧嵌塞, 外侧包裹一层防水彩条布, 使得钢板桩在水压力的作用下越来越密实, 做到基本上止水。“保压”就是在浇筑水下封底混凝土过程中, 一定要使内外水头差保持在一定的范围之内。即要保持一定的压力, 使未终凝的混凝土不因压力大而发生变形, 从而影响封底混凝土的质量和封底止水效果。

4 结语

本项目主墩承台施工采用的钢板桩围堰施工方案, 是经比选最快速、最安全和较经济的方案, 实践证明, 此方案使得该工程的大体积承台在汛期来临之际提前完成, 确保了工期与质量, 为今后同类工程施工提供了一定的参考和借鉴。

参考文献

深水承台钢板桩围堰施工技术 篇10

根据广东省珠江水利委员会提供的资料:鸡鸦水道桥位处的百年一遇设计洪水位为5.244 m,设计流量为7 267 m3/s,断面平均流速为2.02 m/s。现场实测主桥墩位处河床标高平均为-10.0 m～-11.0 m,底面标高为-6.108 m,其底位于现在河床面以上,需在河床面回填砂。承台施工处于4月20日～5月23日,河水标高基本在+1.5 m左右。

1钢板桩围堰施工方案、设计检算及工艺简介

1.1 方案概况

拟采用钢板桩围堰的形式施工承台。钢板桩围堰合龙后,在内部进行填砂,大致找平后,用C20混凝土封底,厚度1 m。潜水员用纱布等对围堰进行堵漏,把围堰抽干水后在围堰内进行承台施工。

主墩承台采用钢板桩围堰施工,板桩围堰平面尺寸为18.90 m×22.90 m。

采用的内撑系统属梁杆组合式,垂直方向上共设3层。钢板桩围堰结构由导向框及钢板桩组成。导向框由型钢组成,钢板桩打设完成后,导向框作为内撑系统。

封底混凝土施工完成,养生等强度上来后,封底层可作为围堰的内撑,板桩在封底层面固结,利用板桩自身截面抵抗矩抵消外侧压力,所以拆除下内撑。承台分3层浇筑,第1层厚1.5 m;第2层厚1.5 m;第3层厚2 m。

主墩围堰共需钢板桩总重约550 t。

1.2 钢板桩围堰设计

钢板桩采用拉森Ⅳ型,每根长21 m,围成22.90 m×18.90 m的长方形,共设置3层内撑。由于承台所处位置水较深,板桩打设后需对坑底回填砂后进行封底施工。

在计算时,考虑钢板桩在砂层顶面以下2 m处固结。在内撑下放过程中,由于是有水下放,所以可以不考虑这时的工况,只考虑内撑下放完成后围堰内抽水时的工况及施工完成承台第1,2层后拆除内撑后的工况。

1.2.1 内撑下放完成后围堰内抽水时的工况

1)计算简图(见图1)。

2)侧压力计算。

钢板桩计算宽度取1 m,在砂层面下2 m处固结。钢板桩围堰主要受到围堰外的水压力,还应该考虑动水压力。钢板桩按梁建立模型,计算结果分析(由Algor软件计算):最大应力在C点,σ=46 MPa,最大位移为1.4 mm。

1.2.2 拆除中内撑后的工况

承台第1,2层施工完成,浇筑混凝土内撑顶面标高-4.33 m,在此处固结。最大应力在A点,σ=152 MPa,最大变形4 mm。

1.3 施工工艺

1.3.1 钢板桩准备

1)将钢板桩运至工地。

2)钢板桩整理。钢板桩运至工地后,进行检查、整修、接长。

3)导向架安装。

4)检查振动锤。

1.3.2 钢板桩插打

1)施工前准备。

a.在桩基护筒上相应标高焊接安装牛腿支架。b.安装下层牛腿支架,拼装下内撑,安装导向框。

2)钢板桩插打。

a.安插钢板桩使用浮吊或龙门吊,吊钩吊住钢板桩头吊起,使钢板桩呈垂直状态。第一根桩插打时要从两个相互垂直的方向同时控制垂直度,紧贴导梁插入土中并施打到位。起吊第二根桩插入第一根桩的锁口中,重复起吊施打后面的钢板桩;b.将已经插打到位的几根钢板桩固定焊在导向梁上,插打组拼好的钢板桩;c.插打一组钢板桩后用硬木将钢板桩与内导向框之间的间隙塞紧;d.在打设钢板桩困难时,防止锤击过猛,导致钢板桩下端弯卷,造成拔桩时故障;e.钢板桩插打时随时纠正偏斜,当偏斜过大不能用拉挤方法调正时,应拔起重打。在合龙时由于板桩锁口不平行或尺寸不符合,可采取利用手拉葫芦将相邻板桩锁口调整,或在相邻两根桩间焊接异型钢板桩。

3)钢板桩施打顺序。

在有潮水时安插钢板桩,因为有两个流向的影响,为减少水流的阻力,可采取从上水端开始,向河岸和河中两侧延伸插打,在下游端合龙。

在主墩上水端一侧开始施打第一根钢板桩,在平潮水位或流水较缓时插入,保证其垂直度。依次在第一根桩左右两侧沿内导梁两个方向插打钢板桩,由第一根桩用两套设备各向河岸、水中方向延伸插打,最后在主墩靠下游一侧合龙。这样可减少钢板桩的迎水面积,改善导向框受力状况,加快施工进度。

4)钢板桩围堰合龙。

a.合龙前的准备。在即将合龙时,开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此确定钢板桩的下一步如何插打。b.合龙时钢板桩的调整处理。钢板桩围堰在合龙时,两侧锁口不尽平行,两端相距在一定范围内时,采取异型钢板桩合龙即可。钢板桩围堰完成后,将钢板桩与内导框之间的空隙逐个以硬木塞紧。

1.3.3 封底混凝土施工

在围堰合龙后,回填砂并找平后,进行水下封底,封底混凝土标号为C20,厚0.50 m,封底层约200 m3。要求封底混凝土坍落度为18 cm～22 cm;初凝时间控制在15 h左右。封底分上、下两层,每层浇筑50 cm。

1.3.4 内撑系统施工

内撑系统采用型钢制作组成的框架结构,总共设置3层,设置ϕ420 mm螺旋管角撑。

1)安装施工。

a.在外侧桩基护筒上焊接下层牛腿支架,先拼装中、下内撑,固定在牛腿上,并保证中、下内撑翼板的垂直间距为30 cm,下放内撑并固定。拼装上内撑,并固定在牛腿上,作为钢板桩施打的导向框。钢板桩插打完成形成围堰后,板桩需与圈梁顶紧焊接固定。b.内撑安装顺序为:先安装圈梁,形成矩形框架,再安装撑杆,最后连接斜撑。c.在围堰封底完成后,对围堰内进行抽水。

2)基底处理。

抽水完成后,需对封底进行找平,并设集水井进行排水。

1.3.5 承台施工工艺

主墩承台属于大体积混凝土施工,为防止水化热过高导致混凝土开裂,在承台中布设有4层冷却管;冷却管采用热传导性能好,并有一定强度的输水钢管,直径为40 mm。采用1台高压泵通过蓄水桶供水。冷却管布置做适当调整,第一、二次承台各1.5 m施工分别安装1层冷却水管,第三次2 m施工安装2层冷却水管。

承台模板采用组合钢模,模板高度为3.0 m+2.0 m,承台模板分两次安装,考虑采用翻转模板施工。第1层安装3 m,第2层安装2 m。模板安装完成后浇筑混凝土,浇筑时泵管出浆口对称布置,先浇桩头部分,依次将12个桩头部位浇筑好,振捣密实后,再对称地逐层浇筑,每层控制在30 cm左右。在混凝土浇筑到覆盖冷却水管50 cm后立即开始通水,利用测温管测量混凝土体内温度,混凝土内部最高温度不宜超过60 ℃;最大不得超过65 ℃;允许混凝土最大升、降温速率不超过10 ℃/h,根据进出水口的温差大小调整管内水流量。

2围堰监测方案

2.1 监测内容

钢板桩桩身的变形;支撑轴力;水位监测。

2.2 监测方案

2.2.1 桩身的变形监测

采用测斜管、测斜仪监测。测试时,将测斜仪探头伸入测斜管内上下滑移,即可在测读仪显示屏上读得相应数据,经过计算分析后可得钢板桩的变形量。

2.2.2 钢支撑轴力监测

钢支撑轴力采用与钢支撑材质相同的测杆测试。测试时只需测杆自由伸缩端与该端支座之间的相对位移即可推算出钢支撑的应变,进而计算出钢支撑轴力。

在各围堰中均选取一个顺桥向方向的对撑断面进行监测,每个支撑布置2个观测点,每个围堰布置6个观测点,共计12个观测点。

2.2.3 水位监测

在围堰与施工栈桥连接处设置水尺,每次进行桩身变形及钢支撑轴力监测时测量对应的水位。

2.2.4 监测频度

在围堰内开始抽水至最下一层支撑设置完毕期间,由于此阶段围堰内外水位差及围堰体系受力相对较小,因此每3天监测1次。

3结语

施工实际效果表明,采用钢板桩围堰,具有施工进度快、安全、占用空间小等优点,同时在基底土质不太好的条件下可以实现“干法施工”,采取水下封底,二次找平,在质量上易于保证。对于运输繁忙、水深相对较深、土质相对较差(淤泥或粉质细砂等软基)的低桩承台,通过经济对比分析后可采用此种施工方法施工。

92号墩的钢板桩围堰施工承台于2007年3月20日开始至5月8日结束,施工过程非常顺利,采用钢板桩围堰进行施工是成功的,可供类似工程参考。

摘要：以小榄水道特大桥92号墩为例,对钢板桩围堰施工方案进行了介绍,探讨了钢板桩围堰设计、施工工艺及围堰监测方案,总结了钢板桩围堰的优点,可供类似工程参考。

关键词：钢板桩,施工技术,承台,设计

参考文献

[1]陈仲颐,叶书麟.基础工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[2]尉希成.支挡结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[3]余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[4]林宗元.岩土工程勘测设计手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1996.

水中承台钢板桩围堰施工技术研究 篇11

小榄水道特大桥为广州—珠海城际快速轨道交通工程,桥址位于广东省中山市小榄镇境内,跨越小榄水道。主桥北向于广州,全长421.7 m。主桥跨布置为100 m+220 m+100 m V构—拱组合桥,主墩承台尺寸为17.6 m×22.6 m×6 m,底标高为-4.413 m,顶标高为+1.587 m。小榄水道宽度300 m左右,流速1.38 m/s,水深受潮汐影响6 m～10 m不等。桥位处地层情况按岩土分层特征自上而下为细砂厚度0.9 m左右,淤泥质土厚度8.3 m左右,粉质粘土含中细砂。根据现场实测,承台位置河床平均高程为-3.5 m左右。

2 施工方案

根据河道及承台设计情况,主墩承台采用单层钢板桩围堰施工,钢板桩合拢后,主墩整平基底至-4.713 m高程,然后下铺0.3 m混凝土垫层。

承台钢板桩围堰内撑采用角撑与对撑结合的方案。支撑体系由三层组成:第一层采用2Ⅰ32a工字钢纵向对撑,第二层、三层采用ϕ530 mm×8 mm钢管纵向对撑,2Ⅰ32a工字钢为角部支撑。各层支撑的高程分别为:+2.0 m,-0.2 m和-2.4 m。

完成顶层内撑后,抽水下降30 cm～50 cm,用棉条堵塞钢板桩间的缝止水;内侧回填石粉反滤层,分层抽水,在低水位时安装内撑;抽干围堰内河水,设导渗盲沟引水至四周排水沟、集水坑,干浇筑混凝土垫层;若水不能抽干,则采用浇筑水下封底混凝土。

承台分三层浇筑,第一层厚1.6 m,第二层厚2.2 m,第三层厚2.2 m。采取耐久性大体积混凝土施工技术措施,包括优化配合比、分层浇筑、循环水冷却、潮湿养护、温度监控等。钢板桩围堰平面图见图1。

3 钢板桩围堰施工

3.1 钢板桩围堰简介

钢板桩选用日本产FSP-Ⅲ型,桩长18 m,围堰平面尺寸为25.35 m×20.6 m(横桥向×纵桥向),每侧宽出承台1.5 m左右。为确保围堰安全可靠,钢板桩围堰内中间设桁架式水平对撑、四角设桁架式角撑,并设竖向支撑。水平支撑每个围堰设三层,从上往下算,纵桥向支撑,第一层为2Ⅰ32a,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管;角撑,第一层～三层为2Ⅰ32a;围檩,第一层、二层为2Ⅰ32a,第三层为3Ⅰ32a,上下加钢板形成箱形结构,竖向支撑为ϕ530 mm×8 mm钢管;钢板桩桩尖标高为-13.5 m。为保证钢板桩墙的整体性,顶部内外贴[20a槽钢,将钢板桩连成整体。

桩基平台钢管桩为ϕ630 mm×8 mm钢管桩,桩长22 m,桩基平台外侧的护筒在平台支架拆除后,作为钢板桩施工定向用。桩基护筒在冲孔桩基施工完毕后,可作为钢板桩下、上围檩安装及下放用。

3.2 插打钢板桩

钢板桩运到工地后,先进行检查及整修。钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修,按具体情况分别用冷弯、热敲、补焊、割除或接长等方法进行整修。钢板桩接长采用同类型钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加强板。

测量定位放出钢板桩的内外线位置,利用桩基平台钢管桩设置钢板桩导向装置,然后采用逐桩插打从上游开始、在下游合拢的方法进行;插打钢板桩时,严格控制好桩的垂直度,第一根钢板桩垂直度从两个相互垂直方向同时控制,确保垂直不偏。钢板桩垂直度的纠偏可采用手拉葫芦进行。在合拢侧应由一侧向另侧逐桩施打、靠拢。在即将合拢时,开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此确定钢板桩的下一步如何插打,并在施工最后几根桩时,要严格控制相对距离,保证顺利合拢。

打桩机具采用45 t振动打桩机,此机具具有液压夹桩装置,能与钢板桩自动作刚性连接,既能打桩又能拔桩,操作简单,能克服对桩的摩阻力,下沉较快且桩尖不致卷口,提高了防水性能和钢板桩的完好率。

根据设计每个钢围堰内设6根竖向支撑,插打竖向支撑时,可利用龙门吊或打桩机根据测量位置直接插打。

3.3 围堰内支撑安装

1)水平支撑结构形式。

围堰内纵向支撑,第一层为2Ⅰ32a工字钢,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管。

2)水平支撑按从上到下,依次进行抽水安装每道支撑。

每层先安装托架,然后安装围檩,再安装纵横撑。注意每个节点位置纵横撑的轴向对接,并控制好各水平支撑的标高一致。

3)内撑安装。

在竖撑上放出横梁的安装标高位置,在钢板桩内壁放出围檩的安装标高位置;先安装围檩,纵横向围檩应位于同一水平面上,并与钢板桩点焊连接;吊装横撑,放于竖撑牛腿上,从一端向另一端安装,低水位时合拢焊接。先安装角撑,后安装对撑。

第一层支撑在低潮位时安装。第二层、三层支撑分别抽水低于支撑位50 cm后安装。内撑构件及其接点焊接必须按设计图要求精心加工,确保焊接质量。斜撑接点连接必须牢固,严格检查,严密观测。

3.4 抽水堵漏及基底处理

首先抽水清基整平至-5.013 m高程,内填0.3 m厚的石粉反滤层至-4.713 m(主要196号墩)。197号墩可根据实际情况直接整平浇筑垫层混凝土。

试抽水时,采用每侧两台720 m3/h,一台345 m3/h水泵抽水,此时由于钢板桩接缝没有复力咬合,漏水严重,对于锁口不密而产生漏水现象时,潜水工水下探索找到漏水位置,采用湿棉布、海绵等材料进行阻塞,经处理阻漏效果良好,只会有微量水渗入。

抽干水后,四周设排水沟、集水井,基底的渗水汇入集水井后全部抽出。整平基底,沿钢板桩60 cm高度周边满铺废薄木板,以方便封底混凝土浇筑时封底混凝土与钢板桩隔开,浇0.3 m厚C20混凝土垫层,作为承台施工垫层。

3.5 钢板桩围堰施工监测

1)桩身的变形监测。

采用测斜管、测斜仪监测,为了真实反映支护结构的挠曲状况,将固定测斜管的3寸镀锌钢管焊接在钢板桩上,随着钢板桩的打设就位于相应的位置;然后把测斜管放入镀锌钢管中,并在测斜管与镀锌钢管之间填入细砂固定。测试时,将测斜仪探头伸入测斜管内上下滑移,即可在测读仪显示屏上读得相应数据,经过计算分析后可得钢板桩的变形量。在196号,197号围堰横桥向方向每边布置3个观测点,顺桥向方向每边的中点布置1个观测点,每个围堰布置8个观测点,共计16个观测点。

2)钢支撑轴力监测。

钢支撑轴力采用与钢支撑材质相同的测杆测试,测杆安放在两个固定在钢支撑上的支座上,支座之间相距1 m,测杆一端与一个支座固定,不可移动;另一端放置在另一个支座上,可以沿着测杆的轴向自由伸缩。测试时只需测杆自由伸缩端与该端支座之间的相对位移即可推算出钢支撑的应变,进而计算出钢支撑轴力。在各围堰中均选取一个顺桥向方向的对撑断面进行监测,每个支撑布置两个观测点,每个围堰布置6个观测点,共计12个观测点。

3)水位监测。

在围堰与施工栈桥连接处设置水尺,每次进行桩身变形及钢支撑轴力监测时测量对应的水位。

4 承台施工

每个承台混凝土为2 387 m3,属于大体积混凝土,因此承台共分三层浇筑,并且每层预埋冷却水管。承台第一层浇筑1.6 m,混凝土约636.4 m3;第二层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3;第三层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3。

5 结语

目前,小榄水道特大桥水中承台采用此方法均已经施工完毕,从钢板桩围堰设计到围堰水中施工,漏水堵漏,承台混凝土施工均取得了不错的效果,为以后水中承台钢板桩围堰施工,提供了一条在工程实践中切实可行的方法。当然,水中混凝土除钢板桩围堰施工技术外,还有钢套箱、沉井等,具体情况要结合现场实际,在满足质量的前提下,求得最佳的施工组织及经济效益。

摘要：通过在广珠城际轨道交通工程小榄水道特大桥主桥桥墩承台的施工,对水中钢板桩围堰施工承台的技术进行了总结,从而为以后类似工程施工提供借鉴。

关键词：钢板桩围堰,围檩,支撑

参考文献

[1]岐峰军.钢板桩围堰施工[J].山西建筑,2006,32(19):105-106.