浅谈桥梁钢板桩围堰施工及管理

作者： 张晓贝 陈诏

来源：《科技资讯》 2013年第18期

张晓贝 陈诏

(葛洲坝集团第五工程有限公司 湖北宜昌 443002)

摘 要:本文阐述了钢板桩围堰的施工工艺,针对施工工艺中的关键环节,提炼了施工要点或注意事项,希望为相关施工人员提供参考。

关键词:桥梁 钢板桩围堰 施工工艺

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0046-01

钢板桩围堰是水上桥梁承台基础施工中最常用的一种板桩围堰形式。钢板桩是带有锁口的一种型钢,有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式,拉克万纳式等。钢板桩围堰适用于浅水低桩承台并且水深4 m以上,河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性,钢板桩围堰作为封水、挡土结构,在浅水区基础工程施工中应用较多。粘土,风化岩层等基础工程。本文以沮漳河特大桥为例,探讨了桥梁钢板桩围堰施工及管理。

1 钢板桩施工的一般要求

(1)钢板桩的选择应根据现场的施工条件、地质情况、安全施工等方面考虑,结合钢板桩宽度适中、抗弯性能好等条件。

(2)钢板桩插打要进入淤泥层以下。

(3)钢板桩围堰尺寸选择适宜,一般比承台尺寸大1.0～1.5 m,在承台基础最突出的边缘外侧留有支模、拆模的余地。

(4)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合钢板桩模数。

(5)钢板桩安装周圈要咬合紧密,有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护。围堰基底按照设计要求必要时采用C20水下混凝土封底。

(6)整个基础施工期间,在基础清淤、调运、钢筋绑扎、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。

2 钢板桩的施工

2.1 施工准备

2.1.1 插打钢板桩前的准备工作

(1)钢板桩在装卸和运输过程中会发生碰撞、弯折、扭曲及锁口变形,因此在拼组前首先要检查,对于扭曲、变形或者锁口破裂的钢板桩进行剔除。

(2)在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

(3)插打钢板桩的导向设备。

按照施工方法,一般先打定位桩,在定位桩上安置导梁,组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备,所以施工前要做导向架。

2.1.2 检查振动锤

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。振动锤的端电压要达到 380～420 V,而夹板牙齿不能有太多磨损。

2.2 插打钢板桩

2.2.1 插打第一片钢板桩

确保插打位置准确,关键在于第一片钢板桩。首先做一个限位框架在导向架上,框架大小要比钢板桩每边大1 cm,让钢板桩背紧贴导向架插打。为确保第一片钢板桩插打地正且直,用两个仪器成垂直方向观测,再以此片钢板桩为中心,对称向两侧插打钢板桩。在整个施打钢板桩围堰过程中,开始时插一根打一根,将钢板桩打到设计位置,到剩下最后5片时,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。

2.2.2 钢板桩的插打作业步骤和技术要点

(1)插打次序自上游开始,在下游合拢。

(2)于锁口内涂黄油,安置吊点。

(3)钢板桩就位下插,确保插打位置的准确,关键在于第一片钢板桩,首先要做好准备工作,再进行插打。

将桩夹住后,进一步核查桩是否垂直,位置是否准确,确认无误后方可插打。将第一片钢板桩插打到设计位置,然后对称向两侧插打钢板桩。对准锁口,控制好方向,利用自重下插,当自重不能迫使下插时,可利用配重或滑车组加压。

2.2.3 合拢

在合拢前,应先测算钢板桩底部的直线距离以及所需钢板桩片数,再确定钢板材如何插打。同时还应对合拢时的桩进行调整处理,譬如确定角桩片数、方向等。

2.3 安装内支撑

为确保施工安全,需安装内支撑。内支撑一定要考虑支撑受力情况,同时还应保证堰内的正常施工不受影响。

2.4 围堰挡水效果

将基坑里的水抽干,便能观察围堰的效果:由于少数钢板桩接头不紧密可能会导致少许漏水,这是正常现象,如果基坑内没有出现渗漏、管涌等现象,说明钢板桩围堰已达到挡水止水的目的,是成功的。

2.5 拔桩

水中墩施工结束,需立即拔除钢板桩。拔桩时先让钢板桩周围的土产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1～2 min后再往下锤0.5～1.0 m,接着再往上振拔,如此反复既可将桩拔出来。

3 钢板桩围堰施工出现的问题及解决措施

3.1 钢板桩围堰合拢

3.1.1 钢板桩合拢口尺寸上下都大时

(1)当尺寸上大下小时,在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳,位置根据尺寸大小的差值而定,利用倒链或转向滑轮进行对位,直至符合要求合拢为止。

(2)当尺寸下大上小时,将钢板桩上的吊耳安置到桩的下部。

3.1.2 合拢口尺寸上下都小时

在合拢面一侧的角桩附近合拢。将合拢口向两侧张拉,调整上下尺寸,但要采取保证两侧锁口在同一平面内,一般是在桩内外安置活动导向,迫使钢板桩在导梁平面内移动。

3.2 钢板桩插打过程

在插打过程中,每打四五根钢板桩就要用垂球吊线,将钢板桩的倾斜度控制在1％以内,超过限定的倾斜度应予纠偏(一次性纠偏不能太多,以免锁口卡住,影响下一片钢板桩的插打)。

3.3 钢板桩连接

为避免围堰变形,需对工字钢与钢板桩之间的间隙以及围堰的四个角进行紧固连接,可采用型钢焊接支撑连接的方法进行连接。

3.4 钢板桩的堵漏

在钢板桩施打过程中,可用填充物填塞接缝。效果不是很理想时,在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时,采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法,借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的,对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。施工期间在围堰内设置潜水泵将漏水抽净。

4 结语

沮漳河特大桥99号墩水中超深覆盖承台,由于采用钢板桩施工,从钢板桩施打、加固、吸泥直至浇筑封底混凝土的全过程,与传统的钢吊箱、沉井施工工艺相比,具有费用省、工期短的优点。钢板桩围堰工艺在亚砂土夹粉砂为主的覆盖层桥梁超深承台施工中的成功应用,取得了良好的社会效益和经济效益,为类似超深承台的施工提供了经验。

参考文献

[1] 张俊平.水中墩钢板桩围堰的设计与施工[J].上海铁道科技,2008(2).

[2] 吴刚刚,李彩霞,张庆谱.曹娥江袍江大桥承台钢板桩围堰设计与施工[J].西部交通科技,2010(11).