钢板桩围堰施工要点

一、介绍

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，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。

其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。 在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，它的用途广泛。管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。 在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

二、施工方案

（一）施工准备

将钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验，以2~3人拉动通过为宜。 锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。

（二）施工流程

开始→测量放线→插打定位钢板桩→插打钢板桩→围堰合拢→基坑吸沙→设置第一层内支撑→基坑吸沙→设置第二层内支撑→吸沙到设计标高→混凝土封底→等混凝土封底强度合格→抽水堵漏→破桩头→检桩→系梁和立柱施工→拆除内支撑→回填沙土→拔除钢板桩。

1、插打钢板桩前的准备工作

（1）确定所用的机械设备

（2）钻孔桩完成后，移走钻机，清理钻孔平台，钻孔平台留作钢板桩围堰的工作平台。

（3）钢板桩变形检查：钢板桩在插打前有必须对其进行外形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检查。锁口检查方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查，对于检查通过的投入使用，不合格的再进行校正或淘汰不用。

2、插打钢板桩

沉、拔桩机械选用DZ60型振动沉桩机，围檩、支撑、板桩吊装采用50t履带吊。板桩围堰施工采用导框导向、逐根打入的施工方法。

1) 导框安装

钢板桩打入前，先行插打定位桩，然后进行导框的安装。在安装导框时，先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩（或施工便桥）较远者，用前方交会法定位。导框采用在现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。

2）安装工字钢导梁

在水平撑上安装导梁，导梁选用边线顺直的工字钢。安装及调整导梁的轴线及内边净距，将导梁与水平支撑临时焊接固定。为了确保每一片钢板桩插打准确，第一片钢板桩是插打的关键，第一片钢板桩位置选择一般在围堰的一侧开始进行插打。插打时，钢板桩桩背紧靠导梁架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用铅锤进行观测，以确保钢板桩插正、插直。

3）插打角桩

双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，施工时须严格控制。精确测设第一根角桩的方位，以此指挥打桩履带吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必须与钢板桩的中心重合，起吊钢板桩呈垂直状态下，完成插桩；第一根桩插设时需留置一定的预留量，不要完全打入，插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。

4）其它钢板桩的插打

顺着事先固定好的导梁依次插打其它钢板桩，钢板桩顺着前一根钢板桩的锁口插入，启动振动锤分次打入至设计标高。钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插，当下插困难时，可在钢板桩锁口处摸少许黄油，以减少摩擦。也可采用强迫插桩法，即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳，借桩自重急下插入。钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，或用铅锤吊线的方法进行测量，随时检查钢板桩的偏位情况，当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正，以利于及时纠偏，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。

5）通过检测，确定第一片钢板桩插打合格后，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中，要用铅锤始终控制每片桩的垂直度，及时调整。

6）每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压。

7）钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接并固定位置。

8）插打过程中，须遵守“插桩正直，偏斜即纠，调整合拢”的施工要点。

9）钢板桩插打过程中，可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等，在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表：

3、钢板桩内支撑

钢板桩围堰拟设2道水平内支撑，见图3-3所示。围堰支护沿围护结构内，水平方向紧贴周边钢板桩，在横向支撑点上设置腰梁，腰梁其它支撑杆件均采用I14工字钢。

4、抽水堵漏

钢板桩插打完后，即可抽水开挖。先支撑再抽水，并检查各节点是否顶紧， 板桩与内支撑间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，必要时可外部堵漏。较深处的渗漏，可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。在桩脚漏水处，采用砼封底等措施。

5、挖基坑、硬化基层

在水抽干后，即可人工挖泥沙，或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥沙至设计标高，之后回填混渣，采用C20混凝土硬化基底后进行承台施工。

6、拔除钢板桩

钢板桩拔桩前，在退潮后涨潮前先将围堰内的支撑，从上到下陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先用振动锤轻振桩体，使土层与桩身之间产生松动，再提升卷扬机拔出板桩，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。

（三）基坑排水

水泵抽水能力应为渗水量的1.5～2倍，汇水坑设在承台外侧。准备采用2台流量40m3/h的柴油浮箱式抽水机抽水。

（四）质量控制

1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。

2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。

3、为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向木，顺导向木下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分，事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于±15mm，当仍有困难时，将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床，在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。

4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。

5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。

6、钢板桩围堰在使用过程中，防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管，到围堰内抽水时，再予封闭，在围堰内抽水时，钢板桩锁口漏水，在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物，借漏水的吸力附于锁口内堵水，或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝，撒煤渣等物堵漏时，要考虑水流方向并尽量接近漏缝，漏缝较深时，用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒，同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处，逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧，使导梁受力均匀。