钢板桩围堰施工工艺

钢板桩围堰施工工艺

1—1 工艺概述

适用于砂类土、黏性土、碎石土和风化土岩石等河床的深水中插入钢板桩修筑围堰的施工。钢板桩强度大、防水性能好，打入土、砾、卵石层时穿透性能力强，适合水深10~30m的桥墩基础围堰。 1—2 作业内容

钢板桩围堰法桥基施工的主要作业内容有施工准备、钢板桩的组装、导梁的加工制造、导梁的定位、钢板桩的插打、围堰合拢、水下开挖与围堰封底、基底检查与处理等。 1—3 质量标准及检验方法

钢板桩围堰质量标准及检验方法如下：

1。钢板桩桩顶高程符合工艺设计要求。打钢板桩过程中，当导向设备失效，钢板桩顶达到工艺设计高程时，平面位置允许偏差:水中打桩为20cm，陆地打桩为10cm；

2.经过整修或焊接的钢板桩应做锁口，并通过试验；

3.钢板桩接长时,应采用等强度钢板桩焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上；

4。钢板桩围堰宽度应根据水深、流速、土质和围堰长宽比等因素来确定,但宽度不应少于2.5m；

5.钢板桩因倾斜无法合拢时，应使用特制楔形钢板桩，楔形的上下宽度之差不得超过桩长的2％；

6。同一围堰内，使用不同类型的钢板桩时，应将两种不同类型

的钢板桩的各一半拼接成异型钢板桩。 1—4 施工机械及工艺装备

一、钢板桩施工机具的选择 1.钢板桩施工机具的选择

钢板桩的施工机具按照打入方式的不同分为以下几种:1)冲击打入机械:自由落锤、蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等；2）振动打入机械：可用于打桩，也可用于拔桩，如振动打拔桩锤；3）振动冲击打桩机械：在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时,产生冲击力,使施工效率大大提高；4）静力压入机械：依靠静力将钢板桩压入土中，如液压压桩机、钢索卷扬机压桩机.

各种类型打桩机具，只要适合于打桩的锤击能量以及其适应系数适合时，均可用于打钢板桩。采用单动汽锤和坠锤时，一般锤重宜大于桩重，过轻的锤效率不高且易打坏桩头与桩尖（桩尖卷口）。如限于已有打桩机具，不适合上述条件时，可另配高压射水辅助沉桩.

2.施工机械的选择

钢板桩施工能否顺利进行，关键决定于施工机械的选择，选择需考虑一下几个因素：1）工程规模：打（拔）钢板桩的数量、尺寸、形状，尤其要考虑钢板桩的重量与长度；2)地质情况:应结合地质情况,以利于钢板桩的打入或拔出；3)作业能力：要符合工程进度的要求；4）作业环境：要满足噪声、振动等公害控制的要求.

打桩机选择可参考表7—5.1。

二、拔桩设备

吊船、吊机、打拔桩机、震动打拔桩机、倒打汽锤、高压射水、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等,拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。

表7—5.1 打桩机的比选 机械类别 钢板桩 地 层 条 件 施 工 条 件 形式 长度 软弱粉土 粉土、黏土 砂层 硬土层 辅助设施 噪声 振动 贯入能量 施工速度 费 用 规 模 优 点 缺 点 冲击式打桩机 柴油锤 任意长度 不适宜 适宜 适宜 可以 规模大 高 大 大 快 高 大工程 燃料费用低，运行简单 软土启动难 蒸汽锤 任意长度 不适宜 适宜 适宜 可以 规模大 较高 大 一般 快 高 大工程 打击时可调整 烟雾较多 落锤 所有形式板桩 适宜短桩 适宜 适宜 不适宜 不可以 简单 高 少 小 慢 便宜 简易工程 故障少，改变落距调整锤击力 容易偏心锤击 除小型板桩外 除小型板桩外 振 动 锤 所有形式板桩 不适宜长桩 适宜 适宜 可以 不可以 简单 小 大 一般 一般 一般 大工程 打拔都可以 瞬时电流大,需大容量变压器 油压式压桩机 除小型板桩外 任意长度 可以 适宜 可以 不适宜 规模大 无 无 一般 一般 高 大工程 打拔都可以 只适用于 直线段 三、其他设备

钢板桩围堰按平面形式有圆形、矩形、圆端形、多边形，其围堰结构有单层和双层两种。单层结构形式由定位桩、导梁（或称导框、围笼）及钢板桩组成.定位桩可用木桩或钢筋混凝土管桩,导框由多用型钢组成。

钢板桩按横断面分为平型、槽型、Z型、工字型或槽钢，锁口形式有阴阳、环形、套型三种。各类型钢板桩在锁口联结处能转一定的角度，且均有圆形最小半径的规定.在同一围堰内宜采用同类型同锁

口的钢板桩,否则需要加制异形钢板桩联结。

插打钢板桩的支架的承载力、船舶吨位、木排铺设面积后厚度应按施工设计要求选用。

钢板桩围堰需用方木或型钢作为内导梁、导框制成围笼,其作用在于插打钢板桩时起导向作用；顶层导框可兼作施工平台;更主要的是作为钢板桩围堰的内部立体支撑,直接承受钢板桩传来的水压力和土压力，因此断面尺寸应能满足结构内力计算要求。外导梁则只起导向作用。简单的围笼可只设一层内导框，较大型的需设内外导框，导框有上下两层或多层。内外导梁间距应比钢板桩有效厚度大8～10cm,以利钢板桩的插打。 1-5 施工准备

一、钢板桩的整理

新钢板桩验收时,应备有出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。经整修或焊接后的钢板桩，应用同类型的钢板桩作锁口通过试验检查。验收或整修后的钢板桩，应进行分类、编号、登记存放。锁口内不得积水。

二、钢板桩锁口检查

用一块长1.5～2.0m符合类型、规格的钢板桩做标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。

三、桩板检修

凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别

用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长。

四、桩板的接长

板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或接口补焊合缝,再焊加固板,相邻板桩接长缝应注意错开。

五、预留吊、拔桩用孔

如需要有吊桩孔及拔桩孔时，应事先钻好孔，拔桩孔应焊加劲板，以免拔桩时拉裂.

六、组桩插打

钢板桩采用组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮嵌塞紧密。组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏（质量配合比为：黄油:沥青:干锯末：干黏土=2：2:2：1），以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能.组桩拼装后，每隔4～5m加一道夹板，使其固定以便插打。圆形围堰的夹板应为弧度正确的弧形，夹板在板桩插打时,逐副拆除.需要拼制角桩时，可将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接、铆接或螺栓连接成角桩.

七、关于施工技术文件和培训，见工艺7—3—5项四条。 1-6 工艺及质量控制流程

钢板桩围堰施工工艺及质量控制流程见图7—5。2。 1-7 工艺步序说明

一、围笼安装

当水深较大时，常用围囹（以刚或钢木构成的框架）作为钢板桩的定位和支撑。即先在岸上或驳船上拼装围囹固定在定位桩上，然后

在围囹四周的导框内插打钢板桩。

安装围笼时，应进行测量定位。用一层导框做成的围笼，一般是先打定位桩，再在定位桩上挂装导框。导框可在岸边组成，浮运到位以缆索锚碇，在开始插打板桩后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上。用有脚手桩的转盘式或旋转式桩架时,一般用转动的桩架先打好定位桩再安装导框。

二、插打与合拢钢板桩

（一）钢板桩插打方法分为三种：1）逐块（组）插打；2)先插合拢后再打；3）开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢再打。1）法可用较矮的吊桩设备，桩架移动线路较短,速度较快，但合拢误差大;2）法用较高吊桩设备.桩架移动线路长,进度较慢,但合拢误差小；3）法进度较快且合拢误差小，一般采用3）法。

（二）插打前，在锁口内应涂抹防水混合料。组拼桩时应用油灰和棉絮捻塞拼接缝。

（三）插打钢板桩的次序，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢；对矩形围堰，从上游一角开始,至下游合拢。这样不仅可以使围堰内避免淤积泥砂，而且还可以利用水流冲走一部分泥砂，以减少开挖工作量。更重要的是保证围堰施工的安全。

（四）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垂直方向同时控制，确保垂直不偏。在垂直导向设备导向下,一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打入直至设计深度。插打的顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插打

向下游合拢。插打前在锁口内涂以黄油、锯末等拌合物，组拼桩时，用油灰和棉花捻缝,以防漏水.钢板桩顶达到设计高程的平面位置偏差，在水上打桩时不得大于20cm，在陆地打桩时不得大于10cm。在插打过程中,应随时检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，发现倾斜应立即纠正或拔起重插。

为了加快进度，可另用一台吊机或吊船担负吊桩工作，桩架只作打桩用。

可是有插桩夹板进行导向。

（五）钢板桩可用锤击、振动或再铺以射水等方法下沉，但在黏土地基中不宜使用射水.锤击时宜使用桩帽，以分布冲击力和保护桩头.在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但吊点位置不得低于桩顶以下1/3桩的长度.围堰将合拢时，宜经常观测四周的冲淤状况，必要时应采取措施，预防上游冲空、涌水或者下游淤积，影响施工进程.

（六）钢板桩围堰在合拢处往往形成上窄下宽的状态。这使得最后一组板桩很难插下.常用的办法是将邻近一段钢板桩墙的上端向外推开，以使上下宽度接近；必要时,可根据实测宽度,做一块上窄下宽的异形钢板桩，合拢时，先将异形钢板桩插下，再插最后一块标准钢板桩.

三、抽水堵漏

抽水前,应将钢板桩与导框之间空隙用垫木塞紧，以保证导框受力均匀。从围堰内排水时,若发现有渗漏，锁口不密的漏水，可在抽

水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞,或在漏缝外侧水中抛投煤灰拌锯末，效果显著。

四、钢板桩的拔除

钢板桩系多次重复使用的设备，基础或墩身筑出水面后即可拔出钢板桩，拆除围堰。为了使拔出钢板桩的工作得以顺利进行，可将钢板桩与水下封底混凝土接触部位涂以沥青,在拔除钢板桩前，向围堰内灌水，使堰内水面高出河水面1～1。5m,利用静水压力将钢板桩推开，使其水下封底混凝土脱离.必要时，可用打桩锤击打待拔的钢板桩,再行拔出.钢板桩预应制备圆孔，便于连接起吊卡环.

拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油；堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。

五、施工注意事项

1。施打钢板桩，应对桩板进行认真检查，要求板面平直,接口预拼严密.

2。采用定型规格桩板时，接口类型应一致。 3。桩板沉设应从上游开始，至下游合拢.

4。插桩时应对正接口，借助桩锤自重缓慢插入。必要时可低锤慢击。

5.应随时检查偏斜,发现偏斜可用撬棍滑车纠正。 1-8 作业组织

钢板桩围堰法桥其施工人员应包括：钢板桩组桩、导梁加工。浮运、施工平台搭架、钢板桩插打、抽水堵漏、水下混凝土灌筑等班组

共70人左右。

1—9 生产效果及材料消耗

一、生产效率

生产效率主要取决于钢板桩组桩速度和机械插打效率。钢板桩的插打准备工作一般15d左右，插打工作5d左右，完成基坑开挖30d左右。

二、材料消耗

钢板桩 围堰法桥基施工的材料消耗主要有钢板桩、型钢、混凝土等，材料消耗的数量取决于基础的尺寸. 1—10 安全生产与环境保护

在水深流急的大河大江或潮涌浪高的近、浅海中采用围堰法修建桥梁的深水基础，钢板桩围堰法适用的地质情况较广,防水性能好，整体刚度较强，施工相对比较简便和经济。但应注意插打钢板桩时的安全防护，对施工平台栈桥等要进行可靠性论证。在施工过程中，对钢板桩的稳定情况应加强观测，一发现有不安全情况，应立即采取补救措施。

施工中必须采取措施防止污染河水。完工后应妥善处理施工杂物和废机油等污染物。