水中墩钢板桩围堰施工工艺及注意事项

摘要：随着我国经济的不断发展，各类工程建设呈现蓬勃发展的态势。本文结合笔者所参与的羊口中心渔港大桥钢板桩围堰施工案例，简要探讨了水中墩钢板桩围堰的施工工业及注意事项，以期能为所需者提供借鉴。

关键词：水中；钢板桩；围堰；施工

　　一、工程简介

山东羊口中心渔港大桥上部结构为35+61+35+30m变截面连续梁桥，施工方法采用满堂支架现浇。本桥位于近160米宽的河面上，水深15米，本桥桥施工的重点和难点之一是要在羊口港特殊的水文条件—涌潮情况下进行水下基础的施工。本桥1# ，2#主墩承台平面尺寸为12.5M*8M，根据设计要求水中墩基础施工采用钢板桩围堰施工。

二、施工前准备

施工前全面检查钢板桩、钢管桩、工字钢等材料，对于钢板桩的检验标准如下：桩垂直度＜1%；桩身弯曲度＜2%L；全数进行短桩通过试验检查锁口，不合格的则需要作整修，严重的禁止使用。检查桩身无裂纹或损伤，管头无锈蚀、油污等。为有效的保证钢板桩顺利插拔，并增加防渗的性能，每片钢板桩锁口都须要进行均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。施工主要机械采用的是浮吊，45KW重力式振动锤（90KW重力式振动锤备用）。

三、施工过程

1、施工顺序

打设工作从1#主墩开始，依次施工2#主墩，3#主墩。施工顺序：施工测量放样→钢板桩打设→钢板桩顶层支撑施工→钢板桩内填土至桩顶下1M→水下砼封底→抽水→水面以下，承台底以上内支撑施工→破除桩头→承台施工→注水至承台顶以下20CM→墩身施工→围堰拆除。

2、钢板桩打设

在进行正式的施工前，需要放出钢围堰的平面位置并做好试打工作以便于更好的确定各项参数。考虑到羊口中心渔港大桥河道内水收到潮汐的影响，水流速度较大，围堰完成后，水流对围堰底部的冲刷影响，本工程采用加长钢板桩（钢板桩加长到24米），一次性打设到设计高程。采用浮吊起钢板桩，人工站立于小船上辅助插入前一根钢板桩锁口内。在进行施工的过程中，对于每块桩的斜度做好随时监控，每组钢板桩垂直方向的倾斜度不大于5‰，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

可能遇到的问题及处理方法：

3.2.1打桩过程中若遇上大的块石或不明障碍物，导致钢板桩无法打入，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

3.2.2钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块石或不明障碍物等侧向挤压发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正。

3.2.3钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

3、钢板桩的施工

3.3.1钢板桩的整理

(1)钢板桩运到工地后，按照施工要求进行了检查、分类、编号及登记。

(2)对钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的进行整修，按具体情况分别用冷弯、热敲、焊补、割除等措施进行处理。

(3)对钢板桩不够长度的，用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时对焊或将接口补焊合缝，在焊加固板。

(4)钢板桩两侧的锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油青，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。

3.3.2播打与合笼

(1)钢板桩的插打方法采用开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合笼后再打的方法。

(2)钢板桩的插打次序从上游开始，在下游合笼，每边由一角插至另一角。

(3)插打钢板桩时应严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个相互垂直的方向同时控制，确保垂直不偏。插好一块或几块稳定后即与导框进行联系。

(4)钢板桩吊起后用人工扶持插人前一块的锁口后继续下插，如下插困难，可用下列强迫插桩法:①桩吊起插人琐口后，快速放松吊装绳，借桩的自重急速下插。②用锤压桩下插，必要时可加以低锤慢打。③用倒链或滑车绞拉。

(5)使钢板桩插打正直、顺利合笼的措施是加设外导框及随时纠正偏斜，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插，在防止与纠正无效时，应用特制楔形桩合笼。

4、支撑体系连接

支撑采用逆作法施工，第一层支撑标高在水位1.0m左右，钢板桩打设完成后，根据实测距离，在陆地上加工支撑各部件，吊运至所需部位，然后进行焊接，焊接完成后浮吊松扣。

5、回填土

由于本工程水深比较大，远低于承台底标高，因此钢板桩完成后需在围堰内回填土至承台底标高下1M处。为确保承台底承载力，采用良好的沙性土回填。

6、水下混凝土封底

回填土到达需要的标高并陈伏一定时间，自然沉降稳定以后，进行水下混凝土封底作业，水下混凝土封底应先四角后中间，逐点浇筑，确保封底混凝土厚度均匀，结合良好。抽水后，如有局部高低不平或漏水应作相应的处理。水下砼浇筑过程中，应做多组同条件试块。

7、下一道支撑施工

通过对同条件养护试件进行试验，确认水下砼强度达到施工组织设计要求后，开始围堰内抽水作业。首先将围堰内水位抽至水面以下3m， 施工第二道支撑，如果反复施工各道支撑，直到支撑满足施工需要（具体需要根据围堰的受力状况需要进行受力计算确定，确保施工安全）。施工完毕后，抽水至承台底标高，进行堵漏处理后，按照设计及规范要求破除灌注桩桩头。

8、承台施工

 桩基检测合格后，按照设计及规范的要求进行承台施工作业。承台施工中应注意水化热对构件的影响，必要时必须设计冷却水管。承台模板拆除后，在钢围堰内注水至承台顶标高一下20CM 处，以提高围堰的稳定性。

9、墩身施工

 按照设计及规范要求进行墩身的施工。由于河道内为海水，对钢筋的腐蚀比较严重，因此，在施工过程中，我们严格控制钢筋的保护层，确保钢筋保护层满足设计及规范要求。

10、钢围堰拆除

墩身施工施工完且有一定强度时，可将钢板桩围堰拆除。在拔除钢板桩之前，仔细研究钢板桩拔出方法、顺序和时间。没有计划的拔桩也会造成钢板桩损坏，浪费工程材料，增加建设成本。拔桩时可先用振动锤将板桩振活，减少板桩和周围土层的摩擦力和粘聚力，减少拔桩阻力，然后边振边拔。对封闭式钢板桩结构，拔桩的起点不宜靠近角桩，可从距离角桩 5 根以上的位置拔起，另外拔桩的顺序也最好与打桩相反。必要的时候，可采用较大的设备，将相邻的桩一起拔出。由于拔桩时围堰内的支撑系统已基本拆除，钢板桩整体性减弱，故钢板桩围堰拆除时应密切控制钢板桩内外的水头差，防止因水头差过大造成板桩破坏，影响拔桩工作。必要时，可采用按步骤向围堰内注水再进行拔桩，以确保拔桩顺利，减少板桩损坏。

四、注意事项

在钢板桩围堰的挡水期间，沿钢板桩围堰周边设水平位移和沉降观测点，施工期间的观测周期为1～2天，等到围堰的位移稳定之后，观测周期可以改成每星期一次，而对于抽水期间则是每下降一米进行一次观测。如果遇到位移变化比较大的情况，应加密观测。当水平位移>30mm时，及时进行停止围堰内作业并加固处理，加固处理后验收合格方可进行围堰内作业。

五、施工经验总结

①主桥墩水中钢围堰施工作业，持续的时间较长，牵扯到作业面较多，而且要连续不断进行，尤其是在羊口中心渔港大桥水中钢围堰内，由于受潮汐的影响，具有更大的危险性。因此施工前要做好各项准备工作，从原材料供应，机具设备状况，劳动力组织、安全保证出事等方面一一落实，并且所有参加人员分工要明确，协调一致，做到统一指挥。

②施工过程中必须严格按照施工方案来施工，安排施工人员全过程监控。施工到指定标高后，必须按照施工图纸进行内支撑的施工，以防止施工过程中的基坑坍塌。

③加强围堰稳定性和位移变形观测，并根据围堰内抽水的速度，适时加强围堰位移变形观测，抽到到满足增设内支撑的高度时，应先进行稳定性观测一段时间，确保安全的情况下，在安排专业工人进行围堰内内支撑作业。抽水至承台底以后，在确保安全的情况下，应立即进行堵漏处理等工作。

④及时了解天气情况和天气变化情况，有6级以上大风或大雾、阴雨天气，不宜进行浮吊作业。下大雨的天气，应备好防雨布，并制定有效的防雨措施。

⑤施工期间，要保证供电正常，备用发电机要保持良好状态，随时备用；夜间施工，围堰内外、上下均要有足够的照明设备。

⑥基坑上、下围堰的内支撑接头均应焊接牢固，设置供施工人员上下的钢爬梯，并设置好防护栏杆，作业人员上、下时，确保上下人员“手不抓紧脚不松，脚不踩稳手不放”。

六、结论

对于此工程能够有效的实施，充分凸显出了钢板桩围堰施工的经济、快捷、简便等特点。经详细分析本工程施工技术和工艺，可以为钢板桩围堰的施工提供经验借鉴。钢板桩围堰施工关键在于钢管桩、钢板桩、支撑等位置准确，连接紧密及钢板桩锁口及脚底防渗漏。

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