浅析拉森钢板桩在水下承台施工中的应用

浅析拉森钢板桩在水下承台施工中的应用

毛刚

毛刚

（中铁三局集团天津建设工程有限公司，天津300350）

摘要：钢板桩围堰施工安全、快捷、效果良好，现从围堰的选择，围堰的结构形式及围堰的主要施工方法等方面，本文结合某桥梁施工实际，对拉森钢板桩在水下承台施工中的具体应用进行阐述，以供参考。

关键词：拉森钢板；水下承台；围堰施工技术

前言

拉森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。拉森钢板桩分IV型、V型、VI型，也分国产和进口两种。拉森钢板桩作为一种新型建材，在工程围堰方面发挥着重要作用。拉森钢板桩围堰不仅绿色、环保，而且施工速度快，施工费用低，具有很好的防水功能。在大型围堰结构中较多使用进口拉森钢板桩。拉森钢板桩围堰结构需要对围堰内侧进行支护，根据围堰的尺寸、深度选取钢管、工字钢或者H型钢进行支护。

1工程分析

某大桥全长5792m，主桥部分为32m＋48m＋32m的预应力混凝土变截面连续箱梁，60#～90#墩位于水中，单个水中承台尺寸为长12.5m×宽9.1m×高3.5m，承台底面标高-6.32m，施工水位+0.69m，河床底标高-2.82m，水中承台需要进行围堰施工。

2围堰方案

承台位于水中，且河床土质较好，采用拉森钢板桩进行围堰比较合适。因水面至基坑底深约7m，经验算须采用SP-Ⅳ型拉森钢板桩，桩长18m。拉森钢板桩打入采用单桩逐次打入法，施打顺序按照从上游向下游合拢的原则，采用高频液压振动锤施工作业，利用锁扣连接形成围护结构，沿围堰四周设置H40型钢围檩及支撑系统。承台采用拉森钢板桩围堰，围堰采用矩形平面，尺寸为14.6m×11.4m。围堰布置见图1。

图1围堰平面布置图（单位：cm）

3施工步骤与施工技术

3.1施工准备

使用前需对到场的拉森钢板桩进行检查，应对数量和质量均进行检查，发现缺陷及时修整，整理后在运输和堆放时避免碰撞，尤其不能将连接锁口碰坏。检查进场的履带吊、振动锤等机械设备的性能，确保正常使用。施工前对所有施工人员进行全面的安全技术交底，使每人对自己所从事的作业心中有数。

3.2导向架安装

为保证钢板桩插打的位置准确，首先设置定位桩，定位桩采用F500mm（壁厚8mm）钢管桩，将内导梁焊接在定位桩上作为导向架，导向架采用40号工字钢制作。定位桩与导向架见图2。

图2定位桩与导向架示意图

3.3拉森钢板桩插打

采用履带吊悬挂振动锤插打拉森钢板桩。钢板桩采用逐块插打，插打次序从上游开始紧贴导梁插打，向下游合拢。插打钢板桩时严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩打入时加强定位和双向垂直度检查（需全站仪配合）控制，必须保证位置准确，竖直下沉。

（1）履带吊停在离打桩点就近的基坑边，侧向施工，便于测量人员观察。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。

（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，并起锤。

（3）拉森钢板桩计算长度为18m（入土约10m），待钢板桩尖离开地面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩至打桩地点。

（4）拉森钢板桩插打时，单桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。插打钢板桩时从第一块就应保持平整，几块插好后需立即插打一块深的以保持稳定，然后继续插打。

（5）在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。

（6）对准钢板桩与定位桩的锁口，靠振动锤与桩自重压到桩所要插打的位置。

（7）开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。

（8）拉森钢板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。

（9）松开液压夹口，锤上升，插打第二根桩，以此类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰的止水处理。

3.4围檩及支撑安装

拉森钢板桩插打完成后开始抽水，当水位降至钢板桩顶面以下1.0m时，安装第一道围檀与支撑。当水位降至钢板桩顶面以下4.0m时，安装第二道围檀与支撑，围檀与支撑均采用400×400H型钢，在四个角处设角撑。安装过程中要密切注意水位的变化，并安排专人负责施工期间的抽水工作。

3.5防渗与堵漏

钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密而漏水时，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。若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。

3.6围檩及支撑拆除

待承台及墩身施工完毕，混凝强度达到规定要求后，即可进行围檀与支撑的拆除，拆除顺序为先下后上。先将围堰内的水位回灌至第二道围檀处，再拆除第二道围檀及支撑；然后继续回灌水至第一道围檀处或与围堰外水位相同（以低者为准），拆除第一道围檀与支撑。

3.7拉森钢板桩拔除

将围堰内的水位回灌至与围堰外水位一致时，才可以进行拉森钢板桩的拔除工作。采用振动拔桩法拔桩，振动拔桩是利用机械的振动，激起拉森钢板桩的振动，以克服板桩的阻力，将桩拔出。拨桩时，尽量使钢板桩下部与混凝土脱离（稍向外侧），然后再进行拔桩。先略锤击振动拔高1～2m，然后按次序将所有拉森钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再依次拔除。

（1）拔桩时需按照与插打钢板桩相反的顺序进行。

（2）拔桩前用拔桩机卡头卡紧桩头，使起拔线与桩中心线重合。

（3）拔桩开始略松吊钩，当振动机振1～1.5min后，随振幅加大拉紧吊钩，并缓慢提升。

（4）拉森钢板桩起到可用吊车直接吊起时，停振。钢板桩同时振起几根时，用落锤打散。

（5）振出的拉森钢板桩应及时吊出，起吊点必须在桩长1/3以上部位。

（6）拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆。

（7）对拨出的拉森钢板桩进行修整，并用冷弯法调直后待用。

4施工注意事项

（1）拉森钢板桩打好后，首先检查水面以下拉森桩的咬口，如果发现有脱缝时，在开口处补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象，其次检查水平联系围檩和支撑安装情况是否符合设计要求，待全部检查及准备工作完成后，方可进行围堰内抽水、清淤。

（2）拉森钢板桩施打过程中有时遇上大的石块或其他不明障碍物，导致钢板桩打人深度不够，可采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

（3）拉森钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用大小不同容易发生偏斜，在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的石块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。

（4）在基础较软处，有时会发生施打时将邻桩卷入现象，应对措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。

（5）整个施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。

5结语

综上所述，拉森钢板桩围堰施工方案在该桥得到了顺利实施；拉森钢板桩围堰虽是最常用的一种板桩围堰形式，但拉森钢板桩围堰具有强度高，容易插打，定位准确，防水性能好，施工方便，可按需组成各自外形的围堰，因此得到了广泛应用。

参考文献

[1]刘跃武．拉森钢板桩围堰在海河春意桥水中墩施工中的应用[J]．桥梁建设，2012（12）

[2]王浩钦．拉森钢板桩围堰在大体积承台施工中的应用[J]．中国科技纵横，2012（10）

[3]孙杰，马光臣，李永利．拉森钢板桩在光明港大桥深基坑施工中的应用[J]．市政技术，2010（3）