論橋梁施工鋼板樁圍堰技術

陳競堯

摘要：隨著我國橋梁建設的發展和科學技術的進步，橋梁的設計不僅要滿足跨越江河湖海或深山峽谷的通行要求，而且還需滿足環境景觀及地理位置要求。鋼板樁圍堰施工技術是應用于淤泥質土層的水中承臺施工，且承臺面積較大的條件下，經過施工實踐，總結提高形成的技術。該技術通過鋼板樁圍堰及鋼圍檁內支撐，在全面符合建設目標的基礎上，極大地降低了工程建設的難度和造價，縮短了工程建設的工期。

關鍵詞：水中承臺施工；鋼板樁圍堰；鋼圍檁

中圖分類號：U445.556文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―76―02

引言

我國深水基礎的應用始于20世紀50年代，從使用材料、結構形式等方面發展主要經歷3個階段，即管柱及沉井基礎階段、鉆孔灌注樁基礎階段、復合基礎階段。目前國內橋梁施工時主要采用的圍堰形式：鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰、砼圍堰等。由于鋼板樁圍堰具有施工速度快、防水性能好、可重復利用等諸多優點，在公路橋梁建設中有廣泛應用。

1工藝原理

（1）鋼板樁圍堰具體是由鋼板樁以及內撐兩部分構成，內撐的主要構件是型鋼，鋼板樁的導梁是由下內撐圈梁來實施的，圈梁中間通過型鋼來支撐，增大框架的牢固性。內撐結構組裝成整體牢固的框架體系，聯合抗擊鋼板樁外側水壓力，以確保對承臺實施施工時周圍無水；

（2）利用比重大的砂置換比重小的淤泥，以抵抗圍堰外的低水頭壓力，抽干水后澆筑封底混凝土。相對于傳統的澆筑水下封底混凝土可減少封底混凝土的厚度，降低施工成本。

2材料與設備要求

2.l主要施工材料

2.2主要機械設備

3施工工藝流程及操作要點

3.1施工工藝流程（見圖1）

3.2操作要點

3.2.1鋼板樁圍堰施工準備

（1）樁基施工及檢測完成后，拆除鋼管樁貝雷架平臺，組織挖泥船進場，挖除承臺范圍內的河床淤泥至設計位置；

（2）根據方案設計圖紙，加工內撐外圈梁，預制內撐桿、加工承臺模板等，組織鋼板樁材料進場。

（3）制作安裝鋼板樁，安裝導向圈梁，組織鋼板樁插打船舶進場，插打鋼板樁，向鋼板樁圍堰內回填砂。

3.2.2鋼板樁施工

（1）完成全部準備工作后，先拼裝導向圈梁，由于鋼板樁在插打過程中受水流的沖擊導向梁受力較大，需安裝焊接牢固；

（2）鋼板樁施工時要采用浮吊，采用垂直吊裝方式；

（3）將施工完畢的鋼板樁穩定的焊接在導向梁上，再對其余拼接好的鋼板樁進行施工；

（4）各鋼板樁施工完成后，將其焊接在內導向框之上，防止在對下一根進行施工時致使前面的一根被動跟進；

（5）一組鋼板樁順利完成后要使用木墊塊將其和內導向框中間的空隙塞好；

（6）鋼板樁施工時，要緩慢進行，避免過度錘擊現象，致使鋼板樁底部翻卷，不利于拔樁；

（7）鋼板樁施工時要及時的校正垂直度，當出現傾斜偏時要將其撥出，重新施工；

（8）鋼板樁插打工序：在有水流的河內施工，由于存在兩種流向力的作用，為降低流水阻力，可首先從上游實施，向對岸和中央兩個方向進行，于下游位置匯聚；

3.2.3內撐系統施工

（1）內撐體系使用型鋼組合的框架構造，其圈梁系統主要是由雙拼的工字形鋼構成；上內撐沿垂直橋面方向設置，并布設工字鋼斜撐；下內撐完全支護在樁基的鋼護筒上；內撐圈梁體系是鋼板樁施工過程的導向框；

（2）樁基驗收合格后將其工作面上的工字鋼拆掉；

（3）組裝下內撐圈梁，待其組裝好之后，將其先焊接在鋼護筒上；

（4）在承重結構上設置上內撐圈梁，和下內撐圈梁聯合構成鋼板樁施工的導向梁；

（5）撐桿上下端頭設置法蘭板，設置時要進行定位，支撐要和下圈梁一起組裝；

（6）鋼板樁施工成形后，要在其上固定上內撐牛腿，設置好上內撐，之后將下內撐下方，待排水之后，進行牛腿焊接；

（7）內撐施工程序為：先設置圈梁，制成矩形結構，再設置支撐，然后在設置斜撐，在對圍堰實施排水時，要全面查看其受到的水壓力的狀況，在發生形變的部位實施加固措施；

3.2.4內撐下放

（1）內撐下放考慮圍堰內不抽水下放，將臨時支撐的型鋼割除，注意調平內撐，使內撐處于水平；

（2）因圍堰截面比內撐框截面大約4cm，因此內撐圈梁與板樁中間具有一定的縫隙。水下工人在水下使用硬木墊塊將縫隙塞緊，在水壓作用下確保鋼板樁頂緊圈梁；

（3）對圍堰進行排水，邊排邊讓水下工人在板樁的外部實施封堵。待相關工序均完成之后，將水抽干；

（4）拉森Ⅲ型鋼板樁具有極強的抗滲性，因鎖口不嚴會導致透水，可使用濕棉花來實施封堵，存在輕微的滲水，應用抽水機進行排水，以便能符合無水作業的條件。這時因外部水所產生的壓力，內撐系統均被頂緊；

3.2.5基底回填

（1）基底封填要在完成鋼板樁施工之后和排水之前進行；

（2）回填土要使用河砂，在鋼板樁圍堰中由多個點回填；

（3）在圍堰內選取不同的點來測定封填的深度；

（4）基底回填完成即可對圍堰內抽水，對回填表面進行平整，保證回填表面的平整；

3.2.6封底混凝土施工

（1）在鋼板樁圍堰施工中封底砼起隔水作用，也是承臺施工時的持力層及施工平臺，所以封底砼不能出現薄弱處以免引起漏水；

（2）直接布置泵管到澆筑點位置澆筑，由于鋼板樁圍堰防水效果較好，采用干封的形式進行；

（3）灌注設備主要包括泵機、混凝土運輸車、振動棒、塔吊等，灌注時間控制在12小時以內，每小時最少需50m3。

（4）在進行砼澆筑時，要采取兩臺泵機直接泵送。并于內撐體系之上設立工作面用以接裝泵管和人工作業面；

（5）在澆筑底砼時，要先在基底攤鋪一層薄竹片，并在板樁內部安裝0.7m的七合板，將板樁和混凝土分隔開，方便其拆除。

（6）因封底所需要砼量大，施工時間比較長，為有效提升效率，安排兩臺泵機在橋的兩端同時實施澆筑。使用商混車將混凝土直接運到澆筑現場。

（7）混凝土澆筑最好在晚上進行，以有效避免往來船舶導致的動水壓力對鋼板樁造成沖擊；

（8）在進行封底砼澆筑時，盡可能確保承臺中央處的砼要略高于周圍表面，以方便排水。積水養護三天后，鑿毛并清潔承臺封底處的混凝土，清除不必要的護筒，做好對承臺的施工。

4質量保證措施

（1）堅持“質量第一”的方針，認真貫徹執行公司的質量認證體系標準，實施全面質量管理；

（2）建立嚴格的質量管理機構、制度，按照三級質檢體系來把工序質量關，對各工序質量進行全過程控制和檢查；

（3）建立自檢、監控督察體系，對現場質量進行全方位、全過程監控；

（4）在對鋼板樁實施施工前要全面科學的做好技術交底工作，保證工程順利實施；

（5）應保證插打的鋼板樁傾斜度﹤0.5%，如插打過程中出現鎖口不密而導致滲水，可有采用在圍堰內外利用麻絨、棉絮堵塞的方案；

（6）在澆筑封底砼之前，對鋼板樁進行堵滲處理。封底混凝土采用運輸兩臺泵機泵送，封底采用干封；

（7）封底混凝土由下游往上游，開始澆筑第一層，再由上游往下游澆筑第二層35cm混凝土，然后再接長泵管澆筑第三層30cm。保證混凝土密實性，注意防止局部重量過大，以致基底出現反拱；

（8）在護筒及板樁內壁標注出混凝土澆筑標高，避免澆筑過高，而降低其結構厚度；

5結論

（1）鋼板樁是提前預制的，不需要現場制作，內支撐系統簡易，連接支護較為容易。鋼板樁圍堰封底簡便，可與下道工序同時進行交叉作業，有效縮短了工作時間；

（2）插打鋼板樁圍堰只需50T浮吊一臺及50T和25T汽車吊各一臺，一臺60t振動錘即可，插打過程中要將導向粱安裝焊接牢固保證不受水流沖擊產生變形，只要保證樁身不嚴重傾斜，一般均可順利合攏；

（3）利用樁基鋼護筒上焊接上下兩層內撐圍檀作為鋼板樁插打的導向架，既有效的保證了鋼板樁的平面位置和垂直度，又能為龐大的鋼板樁圍堰在未合攏之前提供臨時固定支搓。鋼板樁圍堰是采用套型鎖口方案，防滲性能很好；

（4）本技術適用于公路和鐵路橋梁跨越水流緩慢、泥質河底、水深不宜過深的河道水中）大型、異形低樁承臺的圍堰施工。

參考文獻：

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