关于桥梁工程钢板桩倒塌处理施工方法的探讨

关于桥梁工程钢板桩倒塌处理施工方法的探讨

王建军

内蒙古乌兰察布市公路工程局集宁012000

摘要：结合某特大桥深基坑倒塌钢板桩的施工实例，介绍了钢板桩倒塌处理的施工方法，具有一定的参考价值。

关键词：客运专线；深基坑；钢板桩；施工方法

随着各客运专线及高速铁路的开工建设，主要为桥梁基础采用桩基承台，桥梁基础也开始大面积施工，在基础的施工过程中遇到了诸多问题，这些铁路线路多经过河流、灌溉渠、低洼水塘等环境，在施工中这些地段多为深水基坑，常采用钢板桩围堰防护，由于施工和技术经验的缺乏，时常导致钢板桩倒塌。本文介绍了某大桥深水基坑钢板桩倒塌后的处理方法，供广大技术人员参考借鉴。

1工程概况

某客运专线承台结构尺寸大部分为10.6×14.6×3.0m、8.1×12.5×2.5m、8×11×2m等12种结构型式，开挖深度均在5m以上，均属于深基坑开挖施工。跨河承台基础开挖较深，该部分承台的施工拟采用钢板桩围堰施工；根据此桥的水文、地质等相关情况，认为采用钢板桩围堰施工具有工期短、工艺简单、较少占用空间、安全、施工风险易于控制等诸多优势。钻孔桩完成后，利用钻孔用筑捣平台作为钢板桩施工平台。

2施工工艺流程与处理方案

2.1工艺流程

测量放线→插打定位钢板桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→设置内支撑→抽水堵漏→承台和墩身施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。

2.2施工处理方案

此基坑为跨河连续梁主墩，由于工期较紧，钢板桩合拢后，第一道内支撑加固好就开挖，施工期间正值当地汛期，河水猛涨，钢板桩受河水冲击意外倒塌。当钢板桩倒塌后曾试图就地拔出钢板桩，由于钢板桩弯折，无法拔出。然后决定切割掉一部分钢板桩后回填基坑，防止钢板桩变形加剧，回填后创造出二次打桩平台，采取二次做钢板桩围堰，对倒塌钢板桩进行彻底拆除。

2.2.1钢板桩的插打

钢板桩倒塌后，采取切割掉一部分钢板桩后回填基坑，创造出二次打桩平台，然后测量放线，插打钢板桩。

钢板桩由50T履带式吊车吊起插正，然后开启振动锤一边振动，一边插打。在插打钢板桩之前，为保证钢板桩顺利合拢，先打导向架。在插打钢板桩时，第一根钢板桩必须插正、打正，以免影响后面的钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后20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。

在钢板桩施工中插打和就位质量应符合下列规定：合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；到达设计高程后的倾斜度不应大于1%；打钢板桩过程中，当导向设备失效，钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩为10cm。应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。

插打过程中注意事项：①插打前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，组拼桩时用油灰和棉花捻缝，以防漏水；②插打顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插向下游合龙；③插打钢板桩，一般应先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打入至设计深度，在能保证钢板桩垂直沉入条件下，每根或每组钢板桩也可一次打到设计深度；④在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但该点位置不得低十桩顶以下1/3桩的长度；⑤插打钢板桩必须备有可靠的导向设备，以保证钢板桩的正确位置。

2.2.2钢板桩内支撑

在钢板桩围堰合拢后，将设置内支撑，矩形围堰宜采用平面钢架支撑为宜，围周周围拟采用I45工字钢，用两片焊成整体，水平支撑拟采用θ300×10mm钢管四个角设置为三角形，其稳定性较好，又可以做成抽水平台，内支撑的安装由上往下，一边开挖，一边安装。

基坑支撑的顺序如下：加入第一层导梁→进行第一层支撑→再开挖至第二层内支撑标高下0.5米处→加入第二层导梁→进行第二层支撑→抽水吸泥至基坑底。

在施工支撑及承台的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：①钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。②基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而须要进行二次封底。

2.2.3基坑开挖

基坑开挖首次采用挖掘机开挖，第一次先开挖1.0m，第二次开挖3m，总开挖深度不小于4m，剩余土方采用泥浆泵吸泥法排除基坑外。吸泥法即采用大型泥浆泵配合浮筒将基坑内泥浆抽出，抽出的同时，施工人员用高压水枪冲刷基坑内淤泥，冲散液化后用泥浆泵将泥浆排31邮编012000至指定地点，如此反复，昼夜不停24小时施工，直至吸泥到达承台底标高50cm以下停止作业，进行混凝土封底。

2.2.4围堰内排水

由于钢板桩的锁口之间连接不紧密，围堰通常会漏水，因此在抽水过程中，通常采用细麻丝、棉条等材料，在钢板桩内侧嵌塞、塞紧，或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入，随水流至漏缝处自行堵塞，必要时可外部堵漏。较深处的渗漏，可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。钢板桩围堰会有少量渗水流入基坑，在基坑一角深挖，渗水流入该角，利用抽水机进行排水，其排水量应大于围堰内渗水量的1.5-2倍，抽完围堰内水，要留有1～2台抽水机备用。

2.2.5混凝土封底

视开挖土质情况确定垫层厚度或确定是否进行水下封底，此基坑为粉砂，进行水下混凝土封底，封底厚度为40～60cm，混凝土为桩基C35水下混凝土，采用汽车泵进行封底施工。

2.2.6钢板桩处理

当基坑封底完毕后，利用承台旁的施工平台作为钢板桩拔出的工作平台，采用50T履带式吊车，配合振动锤及200KW专用（三相220V）发电机进行钢板桩的拔除。先对承台底以上倒塌钢板桩进行拆除，先切割出一个缺口，再尝试单根整体将钢板桩拔出，先拔出受力及变形较小（一般在围堰四角）的钢板桩，依次逐根向中间施工。对弯折变形严重的钢板桩，无法直接拔出时，可以在承台底位置，将钢板桩切断，再拔出。整个过程中要及时监控，当锁口变形严重影响拔桩时，应立即将变形处割除，再将钢板桩拔出。对拔桩过程中出现的问题及时处理，整个施工过程要求作业人员要稳、准、钢板桩拔出后，即进行清理、整修，并分类堆场。

3结束语

通过上述措施，在最短的时间内将倒塌钢板桩进行简单、有效的拆除，保证了施工工期，为连续梁的施工赢取了宝贵的时间，同时减少了钢板桩的损失及破坏，节约了成本，减少了浪费，效果明显。

参考文献：

[1]客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S].中华人民共和国行业标准铁路建设［2010］160号

[2]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].铁道部经济规划研究院.2015.

[3]刘宝河，王文兴，宋俊强等.曹妃甸煤码头起步工程大型组合钢板桩振动下沉工艺的创新与应用[J].中国港湾建设.2012（2）.52-56.

[4]深基坑支护工程实例[M].北京.中国建筑工业出版社.2011.