钢板桩围堰施工方案

钢板桩围堰施工方案

目录

1、结构概述 (2)

2、钢板桩围堰施工准备 (2)

3、钢板桩的插打 (3)

4、钢板桩施工顺序控制 (5)

5、内支撑安装 (6)

6、水下吸泥施工 (6)

7、封底混凝土施工 (7)

1、结构概述

浅水区6#、7#、8#、13#、14#、15#桥台，钢板桩采用拉森IVw型钢板桩，钢板桩单根长18m，共设置两道内支撑，封底混凝土采用C25混凝土，封底厚度为2m。腰梁为双拼I40b工字钢，支撑采用φ609×16mm钢管，为保证钢管受力均匀，与腰梁相接触钢管四周需加焊加劲板，腰梁与钢板桩之间的连接采用牛腿形式。

图1 钢板桩围堰平面示意图

2、钢板桩围堰施工准备

（1）钢板桩准备

1）钢板桩整理

拉森钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物（如电焊瘤渣、废填充物等），对缺陷部位加以整修。锁口检查的方法：用一块长约2m的同类型、同规格的拉森钢板桩作标准，将所有同型号的拉森钢板桩作锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准拉森钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。宽度检查的方法是：对于每片拉森钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每根桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的拉森钢板桩应尽量不用。

2）拉森钢板桩的其它检查

对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。

3）锁口润滑及防渗措施

对于检查合格的拉森钢板桩，为保证拉森钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加拉森钢板桩在使用时防渗性能。每根板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油:干锯沫＝5:3。

4）钢板桩接长

所需钢板桩长度为22m，而钢板桩单根长度为12m，所以施工插打前需将钢板桩接长，接长的钢板桩要保证每根只有一道接缝。钢板桩在接长前先进行变形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检查，对于检查通过的投入使用，不合格的再进行校正或淘汰不用。钢板桩的其它检查包括剔除钢板桩前期使用后表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤等。

（2）其他材料准备

围堰所需的支撑、临时吊挂、牛腿等材料进场均要经过检验，必须具有有效地合格证明。在加工区根据需要对原材料进行现场加工的，如工字钢拼接、角撑制作等，操作工艺及质量必须满足设计及规范要求。

（3）机械设备准备

振动锤检查：振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。DZ90振动锤的端电压要达到380～420V，而夹板牙齿不能有太多磨损，履带吊采用70t。

（4）现场准备

桩基施工结束后撤走钻机并拆除钻孔平台，同时清理待施工墩位处栈桥以便钢板桩运输及临时堆放。

3、钢板桩的插打

本工程钢板桩围堰利用履带吊配合振动锤进行钢板桩插打。围堰施工总体流程为：

施工准备→放线→安装定位导向架→打拉森桩合拢→降水、挖土安装围檩及支撑直至承台底→施工混凝土承台

（1）钢板桩插打施工

钢板桩插打选择从围堰横桥向中心处开始，然后依次向两边进行，最后在任一角桩附近进行合拢。钢板桩插打前利用钻孔平台，在定位桩上焊接双拼45C 工字钢作为钢板桩导向架。在插打前几根钢板桩前，先按钢板桩宽度在导向架上画出每根钢板桩的边线，然后再焊接长约4m的导向桁架，在导向架上、下边上设置限位装制，大小比钢板桩每边放大1cm。钢板桩插打导向架示意如图2。

图2 钢板桩插打导向架示意图

施工注意事项：

1）为了确保每片钢板桩插打后的平面位置，第一片钢板桩是插打的关键，插打前在导向架上设置限位装制，大小比钢板桩每边放大1cm。插打时，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直；

2）通过检测，确定首根钢板桩插打合格后，以此桩为基准，再向两侧插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整；

3）每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；

4）钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接，以抵抗水流冲击；

5）插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。

（2）钢板桩围堰合拢

钢板桩合拢技术是钢板桩围堰施工过程中的关键，合拢成功与否决定了围堰的施工质量及进度。

合拢点选择。钢板桩最后的合拢点选择在任一角桩附近4～5根钢板桩处。

2）合拢准备

为控制合拢口处钢板桩垂直度，在距合拢口两侧还剩10余根钢板桩时便严

格控制钢板桩的倾斜度。每插打一根钢板桩就测量其轴向及法向倾斜度,并根据其倾斜度的累积增加规律及已有的施工经验预计其后几根桩的倾斜度，再后续桩插打时予以逐渐纠正，保证插打至合拢处，其轴向及法向倾斜度均控制在0.2%以内。

3）插打合拢钢板桩

为了使合拢钢板桩能顺利与相邻桩的锁口相互咬合，插打前应使合拢钢板桩两侧桩高度不同，高差控制在100～200 mm，这样合拢钢板桩的锁口可较方便地先与高桩套好，再套低桩的锁口。

插打合拢桩时，使与相邻桩套好锁口的合拢桩自由落入，并将振动锤垂直降落，使其重量全部压在合拢桩上，开启振动锤，随着桩进入土体的深度增加，阻力逐渐增大，此时控制器电流表的电流值亦增大，当电流值升至400A时，将桩上提2 m左右，待电流值降至100A时，再向下施打。如此反复几次，将桩打至预定高程。

4）合拢施工质量评价

合拢质量评价的标准如下：合拢钢板桩施打时间与一般钢板桩插打时间基本一致；在打桩过程中，合拢钢板桩的锁口与相邻桩的锁口连结完好，未发现锁口破坏现象；合拢钢板桩打入后，其相邻两根桩的倾斜度仍保持在0.2%以内，与合拢前倾斜度一致。

钢板桩起吊示意见图11-2-6。

4、钢板桩施工顺序控制

（1）考虑到起吊设备和振动设备以及围堰合拢的精确度等因素，围堰采用前一部分逐根直接插打至设计标高，后一部分（约合拢点附近15根左右）先插合拢再插打至设计标高的方法。

（2）首先施打的钢板桩，插打时钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直。施打完成后测量检测平面位置和垂直度，满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。

图3 钢板桩起吊示意图

（3）钢板桩插打控制

通过检测确定第一片钢板桩插打合格后，以其为基准，再向两边对称插打钢板桩。整个施工过程中，要用锤球控制每片桩的垂直度，并及时调整；在钢板桩的插打时注意钢板桩的拼接缝不能在围堰的同一断面上，应上下交替错开。每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接，以抵抗水流冲击。

5、内支撑安装

（1）钢板桩插打施工完后即进行内支撑的安装施工。

（2）本工程钢板桩围堰内支撑均在抽水后进行吊装、焊接。围檩在吊装前首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢牛腿，然后吊围檩型钢就位。由于部分钢板桩内侧与围檩型钢之间存在空隙，将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定，尤其注意围堰四角与围檩型钢的固定。并按照设计要求安装钢管桩支撑，对围檩型钢和支撑接头位置用三角加劲板焊接，同时加强焊缝质量检查，形成稳定的内支撑结构。

6、水下吸泥施工

本工程封底砼面以上土层为淤泥质土、粉质粘土、粉土，水中墩围堰内吸泥采用水下吸泥法施工根据围堰设计要求，在内支撑安装到位后并保持围堰内外水位一致的情况下进行水下吸泥施工。为保证围堰内水位能始终与围堰外水位保持一致，在钢板桩插打前，每个围堰选择6根钢板桩根据设计桩顶标高至低水位时的高度在钢板桩上开孔设置开关阀，在围堰内水下吸泥过程中打开开关阀使围堰内水位与围堰外水位保持一致，在封底砼达到强度准备抽水前，关闭开关阀。

吸泥施工采用高压气泵吸泥机，清理围堰内基底至封底砼地面，清理完后检查基底平整度并作好记录。

高压气泵吸泥机工作原理：机具由一节直径273mm的钢管组成，钢管上附着有3cm的送气管，使其组成一个整体循环系统。工作时整个机具伸入水中，用高压气泵向送气管管内充入气体，钢管下部进入坑底不断搅动，随着气体的不断进入，水分不断排出，同时连同土体一起形成泥浆排出，以此往复循环直至设计吸泥标高。

吸泥至设计标高后，潜水员下水利用高压水枪将封底砼高度范围内钢板桩及钢护筒或桩基砼冲洗干净以保证封底砼与钢板桩、钢护筒的粘结力。

7、封底混凝土施工

围堰封底混凝土采用C30。一方面通过封底混凝土与桩基钢护筒、钢板桩形成一个整体，依靠其自重、封底砼与钢护筒、钢板桩的粘结力抵抗水浮力；另一方面在封底砼达到强度围堰内抽水后，封底砼对钢板桩下部形成有效支撑。

主墩围堰封底砼采用导管法水下浇筑，施工前先利用钢护筒或钻孔平台定位桩放置型钢分配梁，其上铺设脚手板作为封底施工平台。然后根据围堰尺寸及桩基位置布置封底导管。封底导管采用Φ300mm钢管，导管顶部装有一设法兰盘的管节与储料斗相接，储料斗采用桩基施工时首盘冲灌的储料斗，其容积不得少于10方。导管在使用前须进行水密试验，导管安装时，每个接头须预紧检查，下放固定时，导管下口悬空15～20cm。导管布置按每根导管的作业半径4m考虑，导管固定在平台分配梁上。

图4封底导管分布示意图

灌注前，把储料斗装满混凝土。一切准备工作就绪后，利用吊机“拔球”使

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，然后利用汽车泵泵送或吊车调运混凝土漏斗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。

（1）封底混凝土浇筑要求

封底混凝土应自流平，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。在浇筑过程中时刻关注围堰内外侧水位，确保内外水位一致。

（2）封底混凝土浇筑准备工作

1）测量放线：技术人员给出围堰十字线及边线，精确探明基底各部位的标高；

2）基坑清底：钢板桩围堰形成后，对基坑要进行清底。潜水员下水采用高压水泵和水力吸泥机，清理围堰基底至设计标高，清理完后检查基底平整度并作好记录，同时潜水员对封底范围内的钢护筒及钢板桩进行冲洗，以保证封底砼与钢护筒、钢板桩的粘结力。

3）施工布置

封底平台的布置，利用钢护筒、钻孔平台定位桩搭设封底砼平台作为封底砼施工过程中人员操作、小型机具的堆放平台。

导管内径为300mm的钢管，具有足够的抗拉强度和密水性，能安全地承受自重力和装满混凝土的重力。导管的内径要一致，误差不大于±2mm，内壁要光滑无阻，管体要不漏、不裂。导管组拼后要做水密试验，试验压力不小于入水深度水压的1.5倍。

导管与顶节用带止口橡胶垫的法兰盘螺栓连接。法兰盘必须与导管轴线垂直，且应焊有加强肋块。导管组拼后用钢尺丈量出准确的长度并在顶部根据封底厚度标识尺寸刻度；在基坑顶搭设灌注支架，以悬挂缓降器漏斗及导管，导管的提升利用悬挂在支架上的倒链协助施工。