1、 鋼板樁圍堰施工技術1、前言海水環境橋梁基礎施工圍堰一般有鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰三種形式，鋼板樁圍堰相對于其他兩種圍堰顯得更為方便快捷，而且材料回收率高，整體施工成本較低，施工進度較快，特別是在免封底的情況下，鋼板樁圍堰較其他圍堰更有優勢，但是鋼板樁圍堰必須具備可靠的止水措施，水深較大時不宜使用，針對本工程海域實際情況，部分墩臺采用鋼板樁圍堰輔助施工，大部分鋼板樁圍堰沒有進行混凝土封底施工，并取得了良好施工的效果，為工程進度爭取了時間，保證了全線按期貫通。2、工程概況*位居渤海灣北岸岸線轉折處，位于*省*市*縣*堡外側灘地上，陸地交通通暢。*特大橋位于*島后淺灘，處于*煤碼頭通路路

2、基工程公路段以南，*綜合服務區圍海造地二期工程以北，已建成通車的通島路和規劃一港池之間，灘面高程約-1.0m0.7m，因周邊工程取砂，本工程范圍內局部分布有取砂坑，最深處約-17.9m。勘察揭露表明，場地內地層為第四系全新統濱海相沉基層，巖性為淤泥、細砂、粉土、粉質粘土等。*特大橋全橋長7477.46m，共242孔 ,位于水中部分約為1.44Km。自191#至216#共有26個墩臺在*水域施工，其中有14個墩臺采用鋼板樁圍堰施工。3、方案選擇（1）方案比選備選方案主要有三種：鋼套箱方案；鋼吊箱方案；鋼板樁圍堰方案。經比較，鋼套箱和鋼吊箱鋼材投入多、回收率低，下沉時設備及人員投入多，工序復雜；鋼

3、板樁圍堰方案能夠迅速展開施工，速度快，周期短，且支護材料可回收利用，經濟性較鋼套箱和鋼吊箱方案好，只是必須加強止水措施，所以淺水區均選用鋼板樁圍堰施工方案。（2）總體方案：大橋位于水域的墩臺總共有26個，對于水深小于10m的基礎采用鋼板樁圍堰進行支護施工，共有14個鋼板樁圍堰，采用拉森IV型鋼板樁，長18m和15m兩種，鋼板樁圍堰結構尺寸有三種15.2m×10.4m、20.8m×12.8m、16m×10.4m，鋼板樁圍堰內側距承臺邊沿1.15m，.鋼板樁沿承臺四周緊密咬合，同時采取止水措施。圍堰內側四周采用雙層I45b工字鋼分上、中、下三層（主墩圍堰采用四層）以圍

4、囹形式支護，桁架間部分桿件采用I25a工字鋼。（主墩鋼板樁圍堰示意圖見圖1，具體參看鋼板樁圍堰現場施工照片）4、鋼板樁圍堰施工工藝4.1鋼板樁圍堰施工（1）施工準備施工之前，全面測量各墩位具體水深，合理安排施程序，及時組織施工人員、設備和材料進場。編制施工組織計劃及施工作業指導書，有計劃有步驟的開展鋼板樁圍堰施工作業。（2）測量放線、安裝導向框 在水位合適的情況下將第一層圍囹作為打樁的導向框，首先在施工現場定出鋼板樁圍堰第一層圍囹中心標高，在樁基鋼護筒上作出標記，在護筒上以20槽鋼為材料焊接牛腿，牛腿頂標高與圍囹底標高一致，同時精確測量定位各個圍囹的具體位置，在牛腿頂部作出標記。 圖1鋼板樁圍

5、堰現場施工照片在測量定位的同時，以2I45b工字鋼為材料預制圍囹，兩片工字鋼間以段焊形式焊接牢固，測量定位完成后，2I45b工字鋼按照腹板保持水平方向由吊車配合安裝定位。（3）插打鋼板樁、鋼板樁插打前必須對鋼板樁材料進行檢查，嚴禁使用影響結構安全的鋼板樁。在施打鋼板樁前，檢查樁身是否完整，兩端是否破裂或卷曲，鋼板樁是否變形或者彎曲。  檢查鎖口是否有破裂、扭曲、缺損、局部彎曲及電焊瘤渣。  檢查鋼板樁的型號、寬度是否一致。、鋼板樁的吊運和插打。用運輸船將鋼板樁運至圍堰位置，然后由50噸履帶吊和90型振動錘配合將鋼板樁沿導向框插打入預設位置。打樁時沿圍囹周邊從圍堰的一角開始打

6、起，先打入角樁。角樁的位置要準確、垂直、傾斜度要小于1%。然后在角樁兩側插入鋼板樁，打樁過程中要隨時以導向梁為準檢查所打鋼板樁的位置是否準確，垂直度是否合格，及時糾偏。 鋼板樁施打到河床以下穩定高度，進一步復核樁的垂直度、位置準確后方可振動打入。鋼板樁的合攏。合攏口相鄰的1015片鋼板樁采取先插至樁的穩定高度，以利于鋼板樁的調整，并且合攏口兩側鋼板樁之間具有一定高差，便于插樁，待合攏后再將樁打至設計標高。（4）封底平臺搭設 鋼板樁圍堰合攏后，根據河床標高和河床地質情況計算確定是否需要混凝土封底，具體在本工程施工過程中，有2個鋼板樁圍堰采用了混凝土封底施工，其余12個圍堰全部采用免封底

7、的形式施工。實踐證明當河床泥土粘結力不小于18 kpa，并且鋼板樁圍堰深入河床深度不小于8m水深不大于9m時，可以不用混凝土封底，不過，免去混凝土施工的同時必須采取加強防護措施：a、圍堰圍囹必須焊接上下牛腿固定在鋼板樁上，嚴防事故。b、在圍堰壁上設置較大水閥門，在抽水過程中實時監控圍堰底層情況，如有管涌跡象及時向圍堰內放水，平衡壓力，重新采用封底施工。對免封底鋼板樁圍堰坑底穩定性進行驗算，以主墩201#鋼板樁圍堰為例計算如下：.抗管涌檢算根據不發生管涌條件：K×j其中ji×rw K抗管涌安全系數，取K1.5土的浮容重，10kN/mj最大滲流力(動水壓力)i水頭梯度t排樁或地

8、下連續墻的入土深度， 7.88mh地下水到坑底的距離為9.12mh1圍堰外側水面距河底距離8.39mh2圍堰外側河床距圍堰底垂直距離0.73m計算得：， 10>1.5×5.88.7 滿足要求.基坑底部隆起驗算根據圍堰底部地質資料，基坑底部粉砂力學性質取20KN/m，c18kpa，土的浮容重10KN/m3，坑頂荷載q取水壓力，q×8.3183.1kpa抗隆起安全系數K= 滿足要求。綜上所述，水深在9m以內的鋼板樁圍堰在此種地質條件下可以不用封底。深水區仍采用混凝土封底施工。綜合從施工進度、材料造價及施工方便方面來考慮，以現場已有的貝雷梁、I25a工字鋼為材料搭設封底平臺

9、（示意圖見圖3），用三組貝雷梁搭設在護筒上，上面鋪設間距為75cm的I25a工字鋼，頂面預留出灌注點位置后，以厚度為10cm的木板鋪面。 圖3（5）混凝土封底封底施工前準備兩個容積為6m3的大料斗和兩個容積至少為1 m3的小料斗，大料斗側面設爬梯，底部設支撐。采用由拌合站集中拌和的C20混凝土進行水下封底，封底采用一次澆注完成的方式進行，最終灌注厚度為2.0m，封底混凝土頂標高允許誤差10cm、10cm。澆注點設置如“圖3”中數字位置所示，共設置10個澆注點。澆注過程中注意事項： 封底施工以前測量圍堰底部標高，保證封底混凝土頂面標高與承臺底標高一致，如圍堰底標高過高，必須提前進行吸砂降低圍堰底

10、標高，保證封底混凝土厚度，如果圍堰底過低，可采用拋石、填沙提高圍堰底標高，防止過度增加混凝土用量。 澆注前準備兩個吊車，至少有一個起吊重量不小于50噸的吊車，檢查機械性能是否正常，吊車起吊過程要有專人指揮，保證安全作業。 混凝土坍落度為200220mm，并嚴禁使用離析的混凝土。 每個位置在首次灌注時大料斗內的混凝土量必須保證不小于6 m3，導管距鋼板樁圍堰底距離為2030cm，每次灌注后必須測量、記錄灌注點周圍4m范圍內混凝土上升高度，當上升高度達到1.82.0m時可轉入下一灌注點施工，沿數字標注順序依次進行，保證混凝土的連續性。 混凝土澆注時要及時調整導管長度或者直接提高大料斗整體高度，可在

11、大料斗下面墊方木，保證導管插入混凝土的深度在3050cm范圍內，同一個灌注點灌注時嚴禁將導管拔除混凝土面。 水下混凝土封底必須保證連續施工，中途停止灌注時間不能超過2個小時?；炷凉嘧⑦^程中及時測量記錄混凝土標高，及時補灌過低部位或調整過高部位，特別是圍堰角落部位及時補點灌注施工。（6）內支撐安裝在確保安全的前提下，基坑支撐的施工與基坑內水位的下降按“先支撐后降水，分層支撐分層降水”的原則進行，結合本工程的特點，共分三層和四層支撐。圍堰內支撐的安裝順序如下（按四層介紹）：將下面三層圍囹全部放入圍堰內并由鋼絲繩懸吊在圍堰壁上固定第一層圍囹進行第一層支撐安裝抽水至第二層支撐處固定第二層圍囹進行第二

12、層支撐安裝抽水至第三層支撐處安裝第三層圍囹進行第三層支撐安裝抽水第四層支撐處固定第四層圍囹進行第四層支撐抽水至基坑底。內支撐安裝質量是確保圍堰安全的關鍵，在內支撐安裝過程中應注意以下事項： 內支撐及圍囹下料尺寸必須準確，由于抽水過程中圍堰受到海水擠壓，圍堰有一定的變形，圍囹實際需要長度下面幾層比第一層要短至少1015cm，下料時下層圍囹長度可適當調整。 內支撐焊接質量是關鍵，現場焊工必須持證上崗證，保證內支撐焊接質量。 內支撐安裝前圍囹要提前放下去，并且由下而上的順序放置，懸吊至圍囹本身大致設計位置，并將鋼絲繩固定在圍堰鋼板樁上，防止上層內支撐安裝完成后，由于空間較小下層圍囹無法放下去的事件發

13、生。 導向框作為第一層圍囹時，固定圍囹后及時割除焊接在護筒上的牛腿。 內支撐安裝過程中及時采用有效的措施對圍堰進行堵漏防水，常用的堵漏方法有以下幾種：a、鋸末和細砂混合在圍堰外側漏水嚴重的位置撒入水中，并向鋼板樁鎖口內填充。b、防水材料布包裹圍堰，此種方法必須在河底用沙袋將材料布底端壓入泥土中。c、棉紗填充鋼板樁鎖口縫隙，在圍堰內部用鋼釬和鐵錘將棉紗條強行砸入漏水縫隙。 內支撐安裝過程中是與鋼護筒割除、吸泥、破樁頭等施工交替、交叉進行的，所以必須安排專人協調、管理，保證各項施工緊湊有序的進行。4.2墩臺施工及圍堰拆除內支撐安裝完成后，圍堰內開始破除樁頭，抽水吸泥，放線立模，開始承臺、墩身施工，

14、施工過程中必須經常檢查圍堰漏水情況及時堵漏，保證墩臺順利施工。墩臺施工完成后，開始圍堰拆除工作，拆除工序與安裝過程正好相反，圍堰拆除順序如下（按四層說明）：割除第四層內支撐及圍囹承臺內支撐割除位置防腐注水至第三層支撐處割除第三層內支撐及圍囹注水至第二層內支撐處割除第二層內支撐及圍囹注水至第一層支撐處割除第一層支撐及圍囹拔除鋼板樁。拔樁時，盡量使板樁下部與混凝土脫離，然后再進行拔樁。先略錘擊振動各拔高12m，使其松動后，再挨次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一齊拔出。5、質量保證措施1、對進場的鋼板樁進行檢查，剔除鎖口損壞、扭曲、嚴重變形的鋼板樁。剔除鋼板樁表面因

15、焊接鋼板、鋼筋留下的殘渣瘤。2、為保證插樁順利合攏，要求樁身垂直，特別是第一組鋼板樁必須垂直，施工中每插入一段測量一次，發現傾斜，及時調整，使每組鋼板樁在順圍堰周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于1%。3、在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m，所以，在組拼鋼板樁時要預先配樁，在運輸、存放時，按插樁順利堆碼，插樁時按規定的順序吊插。4、在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。5、打樁時必須在樁頂安裝樁帽，以免樁頂破壞，切

16、忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。6、同一圍堰的鋼板樁只能用同樣的鎖口，按設計尺寸計算出使用鋼板樁的數量，以確保夠用。7、圍堰內支撐安裝完成后安排專業工程師檢查各個部位焊接質量，復核各內支撐間距及標高，檢查圍囹與鋼板樁接觸是否嚴密，如有空隙，用木楔頂緊。8、實時監控記錄圍堰變形情況，如有較大變形及時反饋處理。6、安全保證措施1、對操作人員進行安全思想教育，提高安全意識，并設專職安全人員全程監控施工過程，保證施工安全。2、設專職人員負責日常機械檢查和養護工作，在施工過程中設專人指揮，避免人多時亂指揮，出現安全事故。3、拔樁時要先向下振動12分鐘，再慢慢啟動振動錘向上拔樁。在有松動后再邊震邊拔，防止蠻干。4、對所有滑輪和鋼絲繩每天進行檢查，特別是要注意滑輪的軸和鋼絲繩磨損情況，危及安全的要及