浙江省正邦水电建设有限公司 浙江 杭州 310000
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，本文介绍某水利项目主墩承台围堰施工。
关键词：钢板桩；围堰；施工方法
1 工程基本情况
主墩承台位于河道中心，距两侧堤岸约76米，承台设计尺寸为（20.8×20.8×5.0）米，承台顶标高为+157.85.0米，顶面距河床面约为0.25米，承台施工期为河道枯水期，河床面少量积水。
钢板桩围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩，单根长度为12米，围堰平面尺寸为23.2×23.2米，共设置一道内支撑。围檩圈梁采用双拼H米588×300型钢，支撑采用Φ630米米钢管。
围堰顶高程为+158.85米，围堰底高程为+146.85米，承台底高程为+152.85米，围堰封底采用100厘米厚C25封底混凝土。
2 工程自然条件
2.1 地质情况 经钻探揭露，场地地层主要为第四系人工填土、第四系冲积层、洪积层。按土的物理力学性质，共分为7层，现自上而下分述如下：
第①层：填土，主要由细砂及少量粘性土组成，该层只分布在河两侧的河岸上。
第②层：粗砂，主要矿物成份为石英、长石，含少量粘性土，含量在1%左右，层厚1～2.7米，平均厚度2.11米，标准贯入试验平均击数N=5.8击，中～高压缩性土。
第③层：细砂，主要矿物成份为石英、长石，层厚1.9～4.9米，平均厚度3.15米，局部夹粗砂薄层，层厚约为0.3米。其中Q4～Q6号孔表层有厚0.4米左右的填土，标准贯入试验平均击数N=6.3击，中～高压缩性土。
第④层：粗砂，局部夹淤泥质粉质粘土薄层，层厚约为0.3米，标准贯入试验平均击数N=7.7击，中压缩性土。
2.2 水文情况
经过钻探勘察得知，大气降水和地表河流是地下水主要来源，属于第四系（Q4）孔隙潜水，其主要排泄方式有两种，一种是地下径流，另一种是地表蒸发。在勘察阶段测出：该场地水位年变幅1到3米、稳定水位埋深是0.2到3.9米、稳定水位标高156.53～158.23米。
3 设计钢板桩围堰
为保证施工总体进度和施工安全，需综合考虑大量工况的施工经验，同时与工程自身结构特点、现场地质、水位等各方面相结合，主墩承台施工围护结构采取拉森板桩式围堰，以确保承台质量和施工安全。
3.1 围堰形式介绍
根据施工流程分析，承台钻孔灌注桩施工完毕后，整平场地，精确测量定位出围堰轴线位置，用履带吊机完成拉森板桩的插打施工，形成封闭围堰后，开始进行内部支撑安装、封底、降水以及结构施工等工序。具体施工步骤如下：①钻孔桩施工完成后，平整围堰范围内施工场地，并测量精确定位出围堰中轴线位置；②依次插打钢板桩至合龙；③合龙后，安装围堰内支撑；④内支撑安装完成后，围堰内水下挖泥、清底至+151.85米；⑤搭设封底平台、布置封底砼导管，水下浇筑封底砼；⑥封底砼达到强度后，围堰内抽水至+152.85米；⑦清除封底砼表面淤泥，凿除桩头，桩基检测后进行承台施工；⑧承台施工完成后，在承台与钢板桩之间回填碎砖；⑨最后拆除内支撑，拔除钢板桩。
3.2 钢板桩选型
根据水中承台尺寸及水位深度，围堰用钢板桩为日本产SP-400型，即拉森Ⅳ型高强度钢板桩，单根宽度40厘米。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3 插打设备
使用30厘米宽的液压振动锤插打钢板桩，该设备由两大部分组成，一是振动锤，另一个是动力站，其击震力可达到116t，拔桩拉力可达71t。
由于28C-350E液压振动锤宽度只有30厘米，因此，在施工过程中，所有根钢板桩用其插打即可，不需要送桩设备，大幅提高了钢板桩的插打工作的效率。
①若前一根钢板桩无法插打到位，可以继续后续钢板桩的插打，避免了普通振动锤在前根钢板桩无法插打后，在插打后续钢板桩时，振动锤与未打入钢板桩相碰的想象。②按常规施工是将钢板桩逐一插打到位，但施工中也往往存在最后钢板桩难以合龙，再用倒链等调整时比较困难等问题。而在利用28C-350E液压振动锤施工时，可以先让钢板桩在自重及较小击振力下入土下沉后，继续插放下一根，即使最后存在合拢误差，也易于调整。待钢板桩全部合龙后再逐一插打至设计标高。
4 围堰施工方法
4.1 拉森板桩施工
4.1.1 材料准备。①拉森板桩整理。拉森板桩运到工地后，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2米的同类型、同规格的拉森板桩作标准，将所有同型号的拉森板桩作锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准拉森板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。②拉森板桩的其它检查。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板桩，为保证拉森板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加拉森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。
4.1.2 其他材料。①钢围堰所需的原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。②机械设备及人员准备。投入振拨锤一台配合履带吊进行施工，电焊机及专业焊工，机械设备进场进行检修，保证工作性能良好，履带吊司机及操作手经过培训并持证上岗。③现场准备。整理灌注桩施工现场，准备进行钢围堰施工。设置专门的材料存放及加工场地，原材料及半成品妥善保存，避免锈蚀或破坏。
4.1.3 拉森板桩施工
①运输拉森板桩。堆放和运输拉森板桩时，为避免其发生弯曲变形，应防止碰撞。按照“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的原则，进行插打施工。
②起吊拉森板桩。第一，在便于起吊的地方，整齐排列好拉森板桩；第二，在钢板桩轴线上离端部大概10厘米的地方，用气割穿好直径为5厘米的吊孔，然后将钢板桩通过起吊孔吊起，再通过钩环连接牢固；第三，为避免发生左右摇晃现象，将适当的绳索系在下端部位。
③拉森板桩的起插控制。第一根拉森板桩以导梁为定位、垂直插（此项工作应反复仔细校正拉森板桩位，确保垂直）至设计标高。
④钢板桩插打。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。
4.1.4 围堰合龙
①合龙点选择。根据施工布置及工期，在最后插打的1侧围堰中段设置一个合龙口，板桩根数约为3～5根。②合龙准备。为控制合龙口处钢板桩垂直度，在距合龙口两侧还剩10余根钢板桩时便严格控制钢板桩的倾斜度。③确定合龙钢板桩尺寸。合龙桩的宽度确定。根据合龙口的形状确定合龙桩的尺寸，其具体方法是：测量合龙口的宽度，12 h后再复测一次。④插打合龙钢板桩。插打合龙桩时，使与相邻桩套好锁口的合龙桩自由落入，并将振动锤垂直降落，使其重量全部压在合龙桩上，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。⑤合龙施工质量评价。合龙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，合龙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；合龙钢板桩打入后，其相邻两根桩的倾斜度仍保持在0.2%以内，与合龙前倾斜度一致。
4.2 安装围檩及支撑
插打拉森板桩施工结束后，安装围檩型钢，在安装时，先将可承受围檩自重的临时短型钢焊接在安装位置下方，然后摆放好吊围檩型钢。因为有些拉森板桩侧面和围檩型钢之间有一定的空隙，因此，需在有空隙处的拉森板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定，特别是要固定好围檩型钢进而拉森板桩围堰四角。
4.4 拆除围堰
4.4.1拆除内支撑
在钢板桩围堰的施工过程中，与内支撑安装过程相比，其拆除过程中的危险情况比较多。所以，我们要遵循由下而上，渐渐释放内应力的原则，拆除内支撑体系，以确保拆除过程中的施工安全。禁止同时大范围内拆除下一层钢支撑，以防止拆除时冲击震动到上一层结构。
4.4.2拔出钢板桩
用水注入围堰内直至桩顶位置，钢板桩与封底混凝土内侧压力作用下，发生脱离，然后使用拔桩机振动板桩，以降低和消除板桩拔出时受到的阻力，将钢板桩拔出。
5 结束语
钢板桩围堰施工方案在该桥得到了顺利实施；钢板桩围堰虽是最常用的一种板桩围堰形式，但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。
论文作者:毛惠兴,郑楚建
论文发表刊物:《科技中国》2016年4期
论文发表时间:2016/6/22
标签：围堰论文; 钢板论文; 封底论文; 型钢论文; 龙口论文; 标高论文; 水位论文; 《科技中国》2016年4期论文;