钢板桩围堰设计与施工

邢杰

〔提要〕该文叙述了水中承台施工中采用钢板庄围堰进行维护 挡水的设计情况与施工方法以及施工中易出现的问题和解决措施。

〔关键词〕钢板桩设计施工方法控制措施

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1、本合同工程概述及地形地貌、地质、气象、水文条件

本合同段为国道主干线福州绕城公路西北段RA1合同段，位于闽侯县境内，线路起于闽侯县竹岐乡白龙村，设置白龙互通连接福银高速公路，起点桩号K0+000，路线横跨闽江后到达本合同段终点K2+910，闽侯县荆溪镇港头村附近，全长2.91公里。

2、钢板桩围堰的设计

承台为矩形，9.2m（纵桥向）×14.3m（横桥向）×4.0m（高度）*2，钢板桩围堰也选择为矩形，为满足承台施工空间的要求，拟定钢板桩围堰壁与承台预留2.5m的空间，故围堰的尺寸为36.4m（横桥向）×14.4m（纵桥向）。为确保围堰插打的精度，先安装内、外围导向架，然后进行钢板桩插打。同时围堰内加设型钢内围囹和钢管内支撑，内围囹和内支撑的设置充分考虑墩身的施工空间。经调查，闽江水位一般未溢出江堤（江堤顶标高3.0米），为保证围堰的正常使用，围堰顶标高设为+3.0m。

3、钢板桩围堰的施工工艺流程

3.1施工平台搭设

施工平台已经在打桩以前搭设好。

3.2钢板桩打设

吊车停放在钻孔平台上，提起振桩锤，利用振桩锤打设钢板桩。打设的顺序是：从靠河上游侧中间往两边 ，在靠下游侧中间合拢。钢板桩打设之前，在钻孔平台周围用[20a设置导向装置，保证钢板桩的平面位置和垂直度。

为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。插打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向架，边插打边将履带吊钩缓慢下放。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。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后5片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。

钢板桩锁口环环相扣，整个围堰闭合后，开始安装外围囹，外围囹安装完成后，进行围堰内基坑开挖。

在插打过程中，钢板桩下端向上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，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（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬纠偏困难时，采用四滑轮组纠偏。

3.3内围囹安装

在钻孔灌注桩施工完成后，拆除平台，开始用长臂挖掘机和抓斗开挖基坑。开挖过程中严禁超挖。

27＃墩内围囹安装：所有内围囹三肢工钢形式，内支撑采用钢管，具体尺寸见钢板桩围堰设计图纸。内围囹在加工场加工完成，加工好的内围囹用平板车运至施工现场，采用履带吊吊装至设计位置。内围囹与钢板桩间的连接采用钢板桩上满焊连接，围囹满焊在钢板桩上。第一层内围囹安装完毕后，进行内支撑安装，内支撑与围囹间采用焊接。第一层内支撑安装完毕后，用长臂挖机和抓斗结合泥浆泵抽水吸泥，进行水下基坑的开挖，开挖至围堰封底混凝土底标高。然后抽水至第二层支撑下0.5m,安装第二层围囹和内支撑，安装完第二层围囹后抽水至第三层支撑下0.5m,安装第三层围囹和内支撑，最后将封底混凝土上的水抽干，测量放样，凿除表层不良混凝土，用C20混凝土找平。

3.4钢板桩围堰出现的问题及解决措施

当尺寸上大下小时，在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。 当尺寸下大上小时，钢板桩上设置的吊耳，应尽量向桩的下部安置，必要时可安放在水下对位，直至合拢。合拢口尺寸上下都小时，此时应将合拢口的位置设置在合拢面一侧的角桩附近。用千斤顶在钢板桩顶端顶推和设置吊耳，将合拢口向两侧张拉，调整上下尺寸，但要采取保证两侧钢板桩锁口在同一平面内，一般是在桩内外安置活动导向，迫使钢板桩在导梁平面内移动。

3.5钢板桩的堵漏

一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝，也可采用顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。河床以上采用外贴止水橡胶带止水。

3.6桩头凿除及清渣

抽完水后，割除剩余钢护筒，用风镐凿除桩头至设计标高，清理全部杂物并冲洗干净。检查有无渗水情况，测量封底混凝土顶面高程，为承台施工做好准备。开挖承台基坑至设计标高后，对基底进行找平，并浇筑C20封底混凝土，转入承台施工。

3.7承台施工

首先在基底垫层表面精确测量防出承台纵横十字轴线及标高线，并根据设计图纸在在基底垫层表面标出钢筋准确位置，用墨线弹出承台施工边界线。

承台钢筋在陆上钢筋加工场内加工、下料。钢筋加工弯制前，其表面的油渍、漆污、浮皮、铁锈等应清除干净，钢筋应顺直，无局部折曲，加工后无表面消弱钢筋截面的痕迹。钢筋加工弯制前应调直，当采用冷拉方法矫直钢筋时，钢筋的矫直伸长率为：I级钢筋不得大于2%。钢筋的弯制和末端的弯钩应按设计要求办理，设计未提要求时应按标准弯钩制作。

承台主筋采用双面搭接焊接，焊接长度必须满足5D且≥10cm以上，且焊缝必须饱满，无焊渣等现象。

4、 钢板桩围堰出现的问题及解决措施

4.1钢板桩围堰合拢问题。

当尺寸上大下小时，在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳，位置根据尺寸大小的差值而定，利用倒链或转向滑轮进行对位，直至符合要求合拢为止。其优点是：钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内，通过对拉，使两侧钢板桩连接有利于稳定，便于插桩合拢。当尺寸下大上小时，钢板桩上设置的吊耳，应尽量向桩的下部安置，必要时可安放在水下对位，直至合拢。

4.2插打

在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，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（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬纠偏困难时，采用走四滑轮组纠偏。

4.3由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的四个角更应加强。

4.4钢板桩的堵漏。一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。刚开始时我们也采用此法，效果不是很理想，后在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。经现场实施，效果非常明显，施工期间在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。

结束语

施工实际效果表明，钢板桩围堰，具有施工进度快、安全、占用空间小等优点，同时在基底土质良好的条件下可以实现“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、土质相对较好的工程使用较为有利，对于水深相对较深、土质相对较差（淤泥或粉质细沙等软基）时则需要采用水下混凝土封底实现。

参考文献

［1］福州绕城R-1标图纸

［2］JTJ041 – 2000 ，公路桥涵施工技术规范［s］

［3］GB 50017 - 2001 ,钢结构设计规范［s］

［4］GB50009 – 2001 ，建筑结构荷载规范［s］

［5］建筑钢结构焊接技术规程［s］

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。