钢板桩水中围堰施工安全与质量控制的探析

张俊

摘要：本文介绍了某大桥水中承台施工采用钢板桩围堰方案，通过方案比选、结构设计和施工要点陈述，证明本方案为合理施工方法和技术措施。

关键词：钢板桩；水中围堰；接桩；封底；安全

一、工程概况

某大桥桥跨布置为6×25m+（53+85+53）m+4×25m，主桥采用3跨变高度预应力混凝土连续箱梁，两侧引桥采用25m先简支后连续部分预应力混凝土组合箱梁。下部结构为大体积承台，柱式薄壁墩。基础为群桩基础。

主桥墩水下承台、墩柱（身）采用鋼板桩围堰施工方案。主桥的7号，8号主墩各打设1个水中钢板桩围堰，钢板桩围堰尺寸定为：单个主墩为13m×28m。围堰的内侧距离河岸约18m，钢板桩选用德国拉森Ⅳ型，7号，8号墩均采用长度为24m的钢板桩。

二、钢板桩水中围堰安全施工技术及质量控制要点

（一）安全施工技术要点

1、淤泥清理

将钢板桩围堰范围内的淤泥清理干净，为维修加固施工创造良好环境。桥墩覆盖层用水陆挖机开挖1m左右，清理附近淤泥，开挖深度满足设计深度即可，方便围堰施工。

2、桩位确定

进行定位桩桩位放线，确定其位置，然后进行安装施工。定位桩用P377×6钢管，施工完成后用桥面履带吊配合安装围檩，并将其与定位桩焊接，形成一个整体框架结构。由于现场施工场地狭窄，为促进施工顺利进行，定位桩采用接桩、分段施工方式。接桩口根据设备夹桩要求弧形切割，外包焊加劲环板。定位桩、围檩、承台间的支撑连接用P180×10钢管，并按照测量尺寸要求测量放样，制作与安装围檩、内撑、斜撑。

3、插打施工

第一根桩为基础桩，对后续桩的施工产生重要影响，因而施工单位应该注重第一根桩的质量控制。为确保其垂直度精准，水平位置准确，施工中用仪器进行测量并加强控制工作。将履带吊置于桥面，并提起振动锤，振动锤上预先挂好钢丝绳，并与第一根钢板桩连接。钢板桩下端着床时，上口沿着振动锤夹具槽口进入，这时候开启振动锤，将钢板桩夹紧。围檩施工完成后，将围檩用作导梁。将夹紧的钢板桩缓慢下放插入导向架，放至河床底部。开启液压振动锤，并与履带吊配合，缓慢下钩，开始进行打桩施工。为提高打桩效果，施工中需要进行测量定位，防止钢板桩出现倾斜现象，确保垂直度符合要求，对施工中出现的倾斜现象，也应该及时用卷扬机调整。钢板桩锁口内需涂上黄油，第二片钢板桩起吊下放至锁口处时，人工扶持钢板桩，将其对准锁口，靠钢板桩自重轻轻插入，并开启振动锤打桩，完成第一根钢板桩插打施工。其余钢板桩插打施工也按照上述流程进行。

4、接桩施工

施工过程中，桥位以外的钢板桩用履带吊提吊振动锤打桩，不受净空和高度限制。桥位以内由于受到净空、高度的限制，因而钢板桩需要分节接桩施工。该工程水面距离桥底为8.9m，桥底钢板桩用打桩机进行打桩施工。桥位以下的钢板桩，每根单桩的长度为4～5m，进行对接施工。为保证对接牢固，用双面连接板焊接，防止出现断桩等质量问题，确保连接的牢固与可靠，保证施工质量。

5、围堰堵漏

钢板桩围堰合龙后，为确保桩身稳固，减少水流冲击，减缓甚至避免围堰漏水，需要在桩身周围铺上彩条布。还可在围堰外围堆积砂袋，从而减缓围堰漏水现象，提高施工效果。事实上，钢板桩围堰施工具有良好的防渗漏效果，但如果锁口不严密，出现变形现象，仍然会导致渗漏问题发生。为预防这种情况出现，可在钢板桩的上部选点，用角钢焊制牛腿，铺上木板安放抽水机进行抽水，可避免渗漏现象发生，或者在板桩内侧镶嵌板条棉絮，在漏缝外侧撒下木屑、谷糠等，可实现对漏缝的封堵，达到有效防治渗漏现象的目的。

6、围堰封底

围堰施工完成后，根据围堰内的测量情况，考虑部分部位水的压力较大，用钢丝螺旋管吸泥，并测量周围标高，达到预定位置后便停止吸泥。接下来清理河床的垃圾、杂物等，确保河床表面干净整洁，并进行河床整平。根据2～5号墩施工后的观测情况，发现围堰内底部渗水速度非常缓慢，因而没有用混凝土封底。等经过一段时间后，将其中的微渗水用吸泥设备抽出，经过质量检测，围堰内施工环境完全满足桩基础加固要求。由于该工程没有浇筑封底混凝土，围堰内存在微量渗水现象。针对这种情况，采用设置导流渠的施工方式，将残余水疏导出来，从而保证围堰内部的环境满足施工要求，促进施工顺利进行。

7、围堰拆除

围堰内部桩基础外包混凝土加固完成后，进行围堰拆除施工。具体的拆除流程如下：往围堰内注水，使围堰壁内外压力差降低，并拆除围檩，用振动拔桩方法将钢板桩拔出。拔桩的关键内容是寻找突破口，先拔出一片钢板桩，降低围堰自身挤压力，从而为其余钢板桩的拔出创造良好条件。

（二）施工质量控制要点

1、拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成分的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。

2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。

3、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板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2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺序堆码，插桩时按规定的顺序吊插。

4、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好时，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。

5、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。

6、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用数量，以确保够用。

三、钢板桩水中围堰施工效果分析

（一）保障施工安全

采用钢板桩围堰施工技术，并加强施工安全控制工作，不仅促进施工顺利进行，还确保了施工安全。施工中没有出现塌陷、钢板脱落等安全事故，有效保障了施工人员的安全。

（二）提高工程质量

利用钢板桩围堰施工技术进行桥墩加固，创造干施工环境，并严格遵循施工工艺流程，采取有效的技术措施，促进工程质量提高。施工完成后，对右幅桥梁的桩基础和承台进行质量检测，各项指标都合格，满足施工规范要求。目前该桥墩修复完成将近两年，运行状况良好，没有出现任何质量缺陷，有效保障整个桥梁工程的稳固与可靠。

（三）综合效果明显

钢板桩围堰施工占用河道面积小，不影响河流排洪，能实现对土地资源的有效保护，并减少对周围环境的破坏，具有良好的环境保护效益。另外，与钢套箱围堰方案相比，该施工技术能减少支撑，降低施工成本，缩短工期，促进施工任务按时完成，具有良好的综合效益。类似桥墩加固施工可从中得到参考。

结语

综上，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

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