随着近年来我国工程项目建设数量的增多和规模的扩大，为确保施工效率、质量及安全，在施工中越来越多应用新技术、新工艺。其中钢管桩围堰工艺因其具备良好的阻水作用，逐渐被广泛应用于水下工程的围堰施工。钢管桩围堰工艺简单、设计简便，闭水深度大，阻水效果好，且施工成本低，有效提升了水下水工环境的安全性与可靠性，有利于水下施工人员的生命安全保障。
1.确定基坑支护方案
在该工程中，施工现场地质主要由粉砂、粉土等软弱土质组成，地下水标高在桥墩位置为-1m。在正式进行基坑开挖作业前，必须向对基坑支护方案进行确定。在该工程中，经过仔细的勘查，并综合分析施工现场条件及实际水文地质条件后，基坑支护方案决定选用锁口钢管柱围堰。在施工中围堰需承受施工动荷载、水压力与土压力，同时围堰受力又直接受围堰实际入土深度、施工方式、支撑结构和方式等因素的影响。基坑支护方案中为保证围堰强度和稳定性符合施工要求，需计算入土深度、围堰侧压力。围堰截面所需材料型号与尺寸需在计算截面内力，检验材料强度后确定。
2.钢管桩围施工方法
通常情况下，钢管围堰施工需动用履带吊打拔和震动锤两种工具，在本工程中，依据施工需要，选择的震动锤功率达到90KW即可。为确保钢管桩施工安全与施工质量，在正式作业前需对围堰、工作面进行实现准备，同时彻底清理施工现场杂物、垃圾，确保施工现场的整洁，此外打桩机应根据工程设计要求实现准备妥当。在完成所有准备工作后，方可正式进行作业，其施工步骤及要求如下。
2.1 钢管桩插打
插打钢管桩的方式较多，可视具体情况进行选择，本工程选择单桩打入法，以一根钢管桩为一组，逐根插打，直至钢管桩插打完毕。钢管桩插打顺序：由各边中部向两端插打钢管桩，分别在角桩处合拢。在插入钢管柱时，一定要注意锁口是否对准，防止出现偏差情况。开始打设的一、二根钢管桩的位置和方向确保精确，以便起到样管导向作用，每打入1 m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋与导向框焊接固定。此外插入钢管柱时，应将桩帽设置于每一根桩上，然后才允许进行锤击，锤击时需根据具体情况调整锤击的力度大小，避免出现力度过小无法插入，或是力度过大导致桩基受损的情况。在进行打桩作业时，为确保钢管桩的垂直度准确无误，需使用全站仪辅助施工，同时还需将卡板设置在锁口位置，防止出现锁口中心线平面发生偏差的情况，确保钢管桩不会发生位移情况。
虽然本工程设计中排桩的标准长度与设计的围堰各边长度呈倍数关系，但是由于在实际打设作业和制作排桩时不可避免的会存在误差，这也会造成围堰最终封闭合拢出现困难。因而在本工程中采用骑缝搭接法对围堰合拢施工与转角施工进行处理，闭合板桩选用槽钢或者是钢管，并在围堰闭合处将其打设于挡土一侧。以此为最终的围堰合拢作业提供辅助，最大限度避免无法合拢的情况。
此外在钢管桩插打作业中，在施工现场会遇到各种不同的问题，譬如钢板桩可能会因土层的阻力过大而无法被打入，这时严禁采用加大锤击力度，将钢板桩强行打入的方式，而应该采用振动法，将钢板桩进行反复插拔，使其达到规定深度。钢板桩无法被打入也有可能是由于锁口位置锈蚀或变形引起，针对这一情况，则需通过人工对锁口进行除锈处理或是矫正处理，若处理后依然存在难以插入的情况，则可将油脂涂于锁口位置，帮助降低阻力。
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2.2 顶部水平支撑安装及基坑开挖工作
在完成钢管桩插打后，需先安装顶部水平支撑，然后进行基坑开挖作业。在进行基坑开挖作业时，基坑先开挖至距离钢管桩顶部位置1米处，然后将围堰内壁清理干净，围堰内壁不允许出现垃圾或杂物，以避免对施工安全及效率造成影响。完成清理工作后，在施工现场可直接完成牛腿的焊接作业，焊接时通常是将钢板视作面板，将槽钢视作支腿。完成牛腿焊接作业后，安装圈梁，安装中需使用履带吊来进行水平支撑。采用木楔子将支撑处与钢管桩之间的上下缝隙进行堵塞。基坑开挖时挖掘机受基坑深度和水平支撑的影响，无法完全到达基坑底部，这时应采用人工作业的方式开挖基坑土方（挖掘机无法开挖），采用自制或机械提升吊斗将开挖产生的土石清运至地面。
2.3 承台及墩身施工
围堰闭水效果会受钢管桩锁口间隙大小的影响，若间隙较大应采用橡胶条对其进行防水处理。为避免承台施工环境潮湿，保证其干燥，在完成基坑开挖作业后，需在基坑底部四周开挖用于排水的排水坑，以及用于抽除降水的抽水坑。在吊装承台模板时，由于有水平支撑，无法一次性吊装入坑，因而将承台模板拆卸后采分节吊入基坑内，在基坑内重新进行组装，然后采用方木将承台模板的外侧在钢管桩围堰上进行水平支撑。在模板内将钢筋网片绑扎成型，采用扁担方式在承台模板外侧吊装上层钢筋网片，并将其作为混凝土施工时的施工作业平台。在完成承台模板施工作业后，对基坑进行回填施工，一直到承台顶面为止，回填时应注意围堰悬空的高度应在3m以下。回填完成后并夯实后，方可进行桥墩施工作业。墩身部位的施工应在拆除围堰之前进行，顶帽和托盘位置处的施工，应在拆除围堰并完成回填后进行。在安装墩身模板前，应先将跨中位置的水平支撑拆除，然后采用吊车将墩身模板安装妥当，在预留固定桩（承台混凝土顶面）上将墩身底部进行固定，然后将风缆设置于顶部位置的四个方向上。围堰拆除在墩身施工全部完成后，方可进行。
2.4 钢管桩围堰拔除
在拆除完墩身模板后，进行钢管桩的拔除作业，拔除时采用振动法拔桩，可有效减小阻力，降低回填料的密实度。在软土地质中，拔桩时可能会造成土层扰动，而引起坑壁坍塌的严重问题。因而在拔除作业时，应采用边振边拔的方式，最大限度平衡基坑四周的土压力。钢管桩的拔除顺序为：钢管桩（没有牛腿）→水平支撑→钢管桩（有牛腿）。
结语
我国钢管桩围堰施工技术和方法还必须与时俱进，根据现代工程建设发展要求，不断创新技术方法，探索新型的施工工艺和模式。这样才能够真正确保水下工程施工质量和安全，从而为我国现代化建设事业提供有力的技术支持。
参考文献：
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[4]张立磊.浅析钢管桩围堰施工方法[J].黑龙江科技信息，2015，01：170.
论文作者:阮聪
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/17
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