钢板桩围堰施工技术与组织

钢板桩围堰施工技术与组织施工原理和组成施工原理先利用振动锤打入钢板桩形成阻水结构，然后通过水中吸泥清基至设计位置，最后进入水下混凝土封底。这样通过钢板桩及封底混凝土，为承台施工提供无水的施工环境。适用范围钢板桩围堰适用于浅水低桩承台并且水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土，风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等，可作成单层与双层围堰。在一般桥梁工程基坑施工中，浅基多用矩形及木导框，较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好，多用单层围堰。如用双层围堰时，在双层围堰的夹层中间一般填粘土，特殊情况下，在夹层下部灌注水下砼提高防渗能力，在钢板桩围堰的施工中，多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时，钢板桩围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。钢板桩围堰内侧工作面的大小，要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。当基础较深，坑壁土质不良，渗水量大，边坡（坑壁）容易坍塌，则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离，适当增大，确保安全。同时，钢板桩的入土深度及是否使用支撑，要通过检算进行确定。采用钢板桩围堰时，需认真核实地质条件，如基底有大块孤石或基底很硬则不适合采用钢板桩围堰。组成钢板桩主要包括薄板桩、组合支撑桩和管状支承桩。钢板桩施工一般采用单根插打法，该法施工速度快，样架高度相对较低，位于斜坡上的钢板桩需采用二次打桩，必要时采用氧割切断钢板桩，为防止钢板桩倾斜，在一根桩打入后应与前一根焊牢，它可避免先打入的钢板桩被后打的桩带入土中。钢板桩施工的主要机械为振动锤及相应的起吊设备，振动锤与钢板桩呈刚性连接,依靠锤内偏心块产生上下振动,强迫与之接触的土体发生振动,大大降低土体的沉桩阻力，从而使钢板桩在自重及振动锤的压重作用下顺利沉入土体。A钢板桩：钢板桩为热轧锁口，防渗能力较强。从形式分为U形、H形、Z形等。其中U形应用最多。根据需要可将钢板桩焊接接长，接长应先对焊，再焊加强板，最后调直。类型主要包括薄板桩、组合支撑桩和管状支承桩。施工一般采用单根插打法，该法施工速度快，样架高度相对较低，位于斜坡上的钢板桩需采用二次打桩，必要时采用氧割切断钢板桩，为防止钢板桩倾斜，在一根桩打入后应与前一根焊牢，它可避免先打入的钢板桩被后打的桩带入土中。施工的主要机械为振动锤及相应的起吊设备，振动锤与钢板桩呈刚性连接,依靠锤内偏心块产生上下振动,强迫与之接触的土体发生振动,大大降低土体的沉桩阻力，从而使钢板桩在自重及振动锤的压重作用下顺利沉入土体。B内撑：为了保证钢板桩围堰在完成混凝土封底并抽干吊香水后侧壁不致产生较大变形，需设内撑。内撑由内圈梁，水平支撑柱组成。内圈梁一般采用型钢，水平支撑一般采用φ50钢管或型钢，内撑的布置根据水深及水流的速度而定。二、钢板桩围堰施工工艺（1）施工准备钢板桩运到工地现场后，应进行检查、分类、编号。钢板桩里面应平直，以一块长约1.5m且锁口合乎标准的同型板桩为基准进行检查，凡锁口不合者，均应修正合格后再使用（可用千斤顶顶压或火烘等方法进行修正）。钢板桩打设先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线和边线。钢板桩打入前，锁口应涂以黄油或其他油脂。插打前应先打入导向桩，并安装导向架。导向架的作用是保持钢板桩垂直打入且打入后钢板桩桩面平直具体的操作步骤是:（1）履带吊停在离打桩点就近的钢平台，侧向施工，便于测量人员观察。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。（3）待钢板桩尖离开水面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩，至打桩地点。（4）对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。插桩时锁口要对准。为防止锁口中心线产生平面位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，不让板桩移动，同时在导向架上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查纠正。待板桩打到设计深度后，立即用钢筋或钢板与导向架焊接固定。（5）试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。（6）板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。（7）松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。（8）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正。异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机（或葫芦）和钢索将桩反向拉住再锤击。施工注意事项：（1）导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确度。（2）线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。（3）钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。（4）封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。角桩的制作由于钢板桩围堰形桩的需要，通常要配备改变打桩轴线方向的特殊形桩的钢板桩，在方形围堰中，一般采用90°的角桩。角桩一般是将工程所用的钢板桩从背面中心线处切断，再根据选择的截面进行焊接。3、围堰抽水与支撑钢板桩围堰封闭后进行抽水，抽水过程中应严格控制抽水速度和抽水高度，并在围堰顶端设置一道安全支撑。当抽水达到预定的深度后，应及时加支撑防护。钢板桩全部焊接牢固到导向槽钢上。内部利用型钢做成骨架进行支撑，以保证安全，考虑到有1.5m厚封底混凝土，故内部支撑共分两层，以确保钢板桩围堰的稳定性。两端采用双拼I36工字钢做成斜撑。水中清基水中清基多用高压水枪（压力为2.5~3.0MPa）将土层破碎稀释成泥浆，在抽水及进行内部支撑的过程中，用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，然后用水力吸泥机将泥浆排出围堰外，围堰内的水位要时刻与围堰外平齐，保证内外水头差不大于50cm，以保证围堰安全。如土层较硬，则可用起重机吊抓斗进行挖土。作业时，一般先清理围堰中央部分的土，形成锅底形，然后再均匀冲抓周边。清除过程中同时使用抽水机对围堰内进行清淤补水，清淤时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。如果抽水后发现清淤不到位，用人工清除剩余淤泥。围堰封底由于采用水下封底可能造成钢板桩无法拔出，所以采用先抽水、支撑，后封底。当清淤达到要求后，即可按常规进行干封底施工。封底时在钢板桩围堰内侧支模，封底混凝土强度等级采用C20，厚度计算校核后方可实施，封底的方法采用导管灌注法，封底混凝土标号为C20，坍落度控制在18~20cm。另外，为提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间，在混凝土拌制中可掺加粉煤灰和高效缓凝型减水剂。抽水混凝土试件强度达到设计强度后，立即进行围堰内抽水。当抽水至设计支撑位置时即停止。然后安装内撑。内撑安装完毕后，再继续抽水。抽水派专人负责，为防止在抽水过程中发生围堰变形，需在围堰内外均设水泵。如发生情况，应立即停止向外抽水，马上向吊箱内抽水，保持吊箱内外水压平衡。为防止漏水，采用一边抽水一边顺着钢板桩的锁口下溜干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接缝内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝用棉絮塞填。钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力的双重效果，抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。拔桩墩台身施工完毕后即可安排拔桩。先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1~2min，使钢板桩与周围的混凝土分离，减少混凝土对桩的摩阻力，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1~2min后往下锤0.5~1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。三、机械设备、劳动力安排、质量标准（1）机械设备及劳动力安排机械设备主要包括振动锤、运输船及水上浮吊。劳动力安排：钢板桩围堰施工一般分为两个施工队，一队负责钢板桩围堰的打入，拔除及水中清基（18人）；一队负责封底混凝土的浇注（15人）。（2）质量标准平面位置偏差±5cm；高程偏差±3cm。四、安全保证措施（1）在通航桥孔进行施工时，应事先与港监、海事部门协商设置航标等事宜，并发出公告，使过往船只注意航行。（2）在施工过程中，应配备水上救生船和救生设备，救生船应停靠在适当的地点，船上人员执行24h轮流值班制，坚守岗位。水上作业人员一律配发救生衣，进场必穿。（3）使用水上浮吊时，必须按吊机的吊重曲线操作，不得强行起载、起距，并用锚碇固定。（4）拖靠水上浮吊就位前，应事先与港监、海事部门联系，请他们协助护航配合，以免发生碰船事故。（5）调度人员应每天与当地气象局、气象站及水文部门联系，掌握准确的气象及水情预报，有6级以上大风时应停止一切作业，并加强检查锚碇设备的情况。（6）在水上浮吊和钢板桩围堰上配备足够的信号及通信设备，并按航行安全规定悬挂旗帜、灯光信号和警钟。（7）施工船只在航行中应认真观