水中墩钢板桩围堰施工工艺

水中墩钢板桩围堰施工工艺

崔贺明

中国水利水电第十四工程局有限公司， 云南昆明， 650041

摘要：国家大力发展基建建设，铁路、公路施工线路不可避免的要经过水库、水塘。水中桥墩施工通常施工方式采用筑岛围堰或钢板桩围堰施工，浅水区一般采取筑岛施工比较经济，但是在深水区施工则采取钢板桩围堰施工比较便利经济，本文阐述钢板桩施工工艺。

关键词：水中墩；钢板桩；围堰；

1施工准备

水中基坑围护用材料含钢板桩，围檩H型钢、斜撑螺旋钢管桩。钢板桩采用拉森Ⅳ型。

2钢板桩施工工艺流程

钢板桩围堰施工工艺流程

3 测量定位

根据设计方案，放出围堰轮廓，定位四个拐角。将围堰轮廓延长线放样在平台上，根据延长的距离定位围堰轮廓。在围堰轮廓线延长线外打设临时钢管桩，并用贝雷片打设临设临时平台，通过临时平台辅助，将支护轮廓线采用细钢丝绳进行放样。

4钢板桩插打

①导向架的安装

为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，需要设置一定刚度的、坚固的导向架。导向架采用HN500*200型钢制作，利用钢护筒作为支撑。钢板桩贴着导向架下沉。

导向架示意图

②钢板桩准备

钢板桩为Q235B材质，桩顶标高偏差±100mm以内，垂直度偏差1%以内，超过限定值应予以纠偏。

在钢板桩插打前，先清除钢板桩围堰位置在施工中掉落的杂物，钢板桩锁口内均应涂以混合油，以减少插打摩阻力，保证防渗性能。钢板桩下沉采用振动锤沉入，利用现场既有的打桩机和振动锤插打钢板桩。

③钢板桩插打

（1）钢板桩围堰的插打施工难度在于合拢，而拔出难度则是第一根钢板桩的拔出，因此，钢板桩插打顺序为由上游分两侧插打，最后向下游远离栈桥一侧插打合拢。

（2）插打第一根钢板桩时必须将钢板桩位置固定垂直后进行插打。在插打过程中，认真检查其垂直度（采用全站仪观测），随时纠偏，无法纠偏时拔出重新插打。第一根钢板桩插打合格后，在围檩上焊短钢梁将定位钢板桩一侧固定。其余钢板桩插打时，插打竖直，分散偏差，有偏即纠，在第一根钢板桩两侧对称插打，逐步分次振打至设计标高。

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，到剩下最后一部分时，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，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。

5支撑安装

①内支撑结构

内支撑由围檩、牛腿托架、支撑钢管组成。牛腿托架采用Ⅰ20a，长600mm工字钢焊接，用于支撑围檩，便于安装围檩；围檩由HN500×200型钢制作，为保证支撑整体受力，纵钢围檩背面与钢板桩间必须密贴，若有缝隙应支垫楔形块、钢板条或者小型钢；支撑采用φ630mm×10mm钢管，在承台四角各布置1道斜撑。

②内支撑安装

钢板桩打插完成后进场内支撑加固施工，将围堰中的水抽出至第一道支撑以下1.0m，并焊接第一道支撑。将水抽出至河床底，焊接第二道和第三道支撑。

6清底开挖

围堰内泥土主要采用水下射水吸泥，全风化及强风化岩主要采用长臂挖掘机挖除。

在插打完成后开始用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥及土方清除，并用泥浆车运输至指点地点处理。围堰内取土，应为不排水取土，过程中同时使用抽水机对围堰内进行补水，需保持内外水位一致，以保证围堰安全。开挖时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。

7 封底混凝土施工

水下封底混凝土采用导管法水下浇筑。施工前先利用钢板桩及第一层钢支撑放置型钢分配梁，其上铺设钢板作为封底施工平台，然后根据围堰尺寸、内支撑位置及桩基钢护筒位置布置封底混凝土灌注导管，布置4处导管，四角各设置1个，根据封底效果可适当加密。导管底端距离基坑底20cm，避开钢护筒及灌注桩的位置。

基底清理完毕后，在围堰内垂直放入内径300mm的钢制导管，导管顶部与储料斗相接，灌注前，把储料斗装满C30混凝土，设计坍落度为200mm左右，混凝土拌合物应和易性好、不泌水、不离析，流动性好扩展性好。一切准备工作就绪后，混凝土浇筑遵循“由低往高，由边往中”的原则，打开导管阀门，混凝土瞬间通过导管压向基底，在导管周围堆成一平坦的混凝土圆锥体，混凝土通过导管源源不断地灌入锥体内，混凝土在水下摊开和升高，直至达到承台底设计标高。专人检测围堰内混凝土面标高，浇筑过程中，注重保持基坑内、外水位平衡，可采用抽水的手段，防止灌注水下混凝土时基坑内水位上升对围堰受力不利。同时保持抽水泵与混凝土表面的安全距离，防止水下混凝土面发生涡流。

8栏杆及爬梯安装

在钢栈桥及围堰施工平台开口部位设置栏杆式开关门。栏杆式开关门底部设置10cm高踢脚板，以防止平台上物体坠落堰内。栏杆采用φ48mm、δ3.5mm钢管制作，立柱高1.2m，间距2m，横杆设置2层，自围堰顶部以上分别60cm、120cm高度各设置一道。

在围堰靠近吊装平台侧设置一个竖梯，作为作业通道，在靠近栈桥侧设置一个竖梯，作为疏散通道兼做人行通道。竖梯立柱采用∠50×50×5mm角钢制作，踏脚板间距35cm。

9 变形监测

在钢板桩围堰顶部以下10cm，4个角点及每侧中部位置，采用反光贴布设变形观测点，观测点编号原则为墩号-编号（编号从小里程中部开始顺时针编号），观测频率为每日观测一次，每次观测后及时对数据进行分析，当累计值达到60~80mm或单日变形值达到8~12 mm时应立即停止施工，并及时上报，采取加强基坑支护措施后增加监测次数，待基坑变形速度稳定后再进行施工。

10钢板桩围堰拆除

承台施工完成后，对承台两侧进行中粗砂回填，顶部50cm施做混凝土圈梁与承台顶齐平，然后拆除最第三道内支撑，完成受力体系转换。然后施工墩柱，墩柱施工完成水面以下部分后，在围堰内注水，围堰内水面标高低于第二道内支撑50cm左右后拆除第一道内支撑，采用同样的办法，依次拆除所有内支撑后进行钢板桩拆除。

采用打桩机配合振动锤拔除钢板桩，钢板桩应逐根试拔，易拔桩要先拔。拔桩时，尽量使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先用振动锤振动各拔高1～2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。起拔时用振动锤向下振动少许，待锁扣松动后再起拔；起拔过程中要边拔边停，然后振动。

拔出的钢板桩要及时吊运，钢板桩起吊点在钢板桩三分之一以上处，在吊装过程中要时刻注意吊车尾部翘起情况。将拔除的钢板桩集中堆放整齐，保持场地整洁。

11结束语

虽然钢板桩围堰施工工艺在深水围护施工中取得很好效果，但是随着科技发展不断进步，将会有更加经济、先进的工艺来代替钢板桩工艺为中国基建再添活力。

参考文献：

1、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；

2、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81—2002）；

3、《钢结构施工与验收规范》（GB50205—2001）；

4、《钢结构工程施工质量检验标准》（GB50205—2020）；