浅谈灞河水中基坑钢板桩施工技术

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摘要：“优质安全、快速高效”为指导思想，以“科学组织、机构精干、精兵强将”为原则，以灞河河内墩台进度控制为重点，组织平行流水施工。施工中狠抓河道内的施工管理，加大设备及劳动力的投入，优化施工技术方案和工艺，强化全员意识，切实落实环境保护措施。

关键词：概况；施工准备；钢板桩；措施

中图分类号：TV551文献标识码：A文章编号：

1、工程概况

灞河特大桥跨灞河段水中墩施工，共有15个桥墩位于灞河河道内。灞河常年有水，水深2~4m，给水中墩施工带来很大难度。水中墩承台基坑尺寸有8.9×10.4，10.6×12.6，10.6×14.6三种，开挖深度均在6m左右。水中墩承台基坑开挖采用钢板桩围堰，长臂挖机开挖的方法，采用高压射水和大功率泥浆泵将挖机挖不到的土方排出基坑。

2、施工准备

2.1钢板桩进场

本工程采用拉森Ⅳ型钢板桩。钢板桩应有出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。钢板桩进场后先检查其锁口是否符合要求和钢板桩性能是否合格，若发现钢板桩性能不能满足要求或锁口不合格，立即整修，并经检验合格后再投入使用。

1)钢板桩的处理

a同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用；b剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；c、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；d在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

2)钢板桩上应预留吊拔孔，并焊加劲钢板，以免吊拔时拉坏钢板桩。

2.2检查振动锤

振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到380-420V，夹板牙齿磨损必须满足要求。

2.3钢板桩导向装置的设置

测量放样，设置定位桩。根据定位桩安装导向框架。

2.4钢板桩验算

1)设计资料:a开挖深度：5∽7m；b坑内、外土的天然容重加权平均值γ按18KN/m3计；c根据地质资料可查得平均内摩擦角为13.4°；d距板桩外1.5m有钢板桩机50KN/m2的均布荷载；

2)计算钢板桩长度

当开挖深度在6m时，采用双层支撑（按照H=6m计算板桩长度）：

⑴根据设计地质资料图纸可得：γ=18 KN/m2φ=13.4°c=23Kpa

⑵根据其允许抵抗弯矩计算桩顶部悬臂部分的最大允许跨径h：

h=［6*［f］*W/(γ* Ka) ］1/3 =［6*200*105*2037/(18*103*0.62) ］1/3

=283cm=2.83m

h1=1.1h=3.11mh2=0.88h=2.49m

⑶用盾恩近似法计算板桩入土深度：

γ（Kp-Ka）x2-KaγHx-KaγH(H-h1-h2)=0

18*(1.6-0.62)* x2-0.62*18*7*x-0.62*18*7*(7-3.11-2.49)=0

x=4.9m故板桩的总长度至少应为l=7+4.9=11.9m,取12m钢板桩。

根据以上计算可得：当基坑开挖深度在6m时，采用12m长拉森型钢板桩进行支护，并采用双层支撑；

3、钢板桩插打

根据地质、现场作业环境及钢板桩形式，钢板桩插打采用振动打入法。水中墩基坑每边加宽1.5m，钢板桩围堰净尺寸有三种，分别为：11.9m×13.4m，13.6m×15.6 m，13.6m×17.6m。采用单根长12m，宽0.4m拉森Ⅳ型钢板桩，打入承台底以下深度为5m，高出承台基坑顶面1~2m。

3.1钢板桩设置

1） 对11.9×13.4m基坑，钢板桩支撑圈梁设上下两层，上层为I56b型工字钢围檩和斜撑，下层为三榀I56b型工字钢和两榀I56b型工字钢斜撑。围檩的牛腿采用［14槽钢焊接成三角形固定于钢板桩上。2）对于13.6m×15.6m基坑，钢板桩围檩设上下两层，上层为I56b型工字钢围檩和斜撑，下层为三榀I63a型工字钢和两榀I63a型工字钢斜撑。围檩的牛腿采用［14槽钢焊接成三角形固定于钢板桩上。3）对于13.6m×17.6m基坑，钢板桩围檩设上下两层，上层为I56b型工字钢围檩、斜撑和横撑，下层为三榀I56b型工字钢和两榀I56b型工字钢斜撑以及横撑。围檩的牛腿采用［14槽钢焊接成三角形固定于钢板桩上。

3.2插打钢板桩

1)插打第一片钢板桩:为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将吊钩缓慢下放。这时应在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩位置准确、垂直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。钢板桩平面位置允许偏差为：20cm。

2)插打过程的控制:在插打过程中，钢板桩下端产生挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩必须用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1％以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬纠偏困难时，可采用滑轮组纠偏。

3)注意事项:a.插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩；b.当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损了钢板桩；c.振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落；d.施工中严禁碰撞钢板桩支撑，不得任意拆除支撑，，不得在支撑上任意切割、电焊，不得在支撑上放重物。e.钢板桩的布置形状平直整齐，避免不规则转角，便于钢板桩支撑。周边尺寸符合钢板桩模数。

3.3射水吸泥、安装内支撑

1）吸泥:利用吸泥泵、高压射水装置吸泥。2）安装内支撑:一边抽水，一边安装内支撑，抽水时应每抽1米稍停一段时间，以使内支撑稳步受力，并及时堵漏，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑安装注意事项：a.要严格按设计内支撑数量安装；b.内支撑随抽水标高及时安装；c.安装内支撑时要严格控制焊缝质量;

3.4钢板桩拔除

承台施工完毕，拆除第一道内支撑，利用振动锤将钢板桩拔除。

1) 拔桩时，先用振动锤将桩板锁口振活以减小阻力，然后边振边拔。较难拔出的可先打下10-30cm，再用振动锤交替振打、振拔。2) 振拔阻力较大的，采用间歇振动的方法，每次振15分钟，振动锤连续工作不超过1.5小时。3 )拔出的钢板桩清理干净、修补整理、涂刷防锈漆，以便循环使用。

4、安全环保措施

4.1防污染措施

1)承台吸泥采用泥浆泵吸出，泵管直接输送至泥浆池或泥浆输送车内，施工过程中应随时检查泵管，确保泵管的完好，以防泥浆渗漏污染流水。2)基坑开挖后坑内积水及混凝土养护后积水，应采用

水泵抽入泥浆输送车，不得任意排放。

4.2安全保证措施

1)各作业队设兼职安全巡查员，配戴安全标志及口哨，负责现场安全检查和指挥。2)施工人员进入施工现场，配戴安全帽，高空作业系安全带，水上作业人员均配备救生衣，兼职安全员负责检查。3)各种机械设备要有专业人员操作，并严格执行安全操作规程。4)各种电气设备由专职电工负责，严禁非电工人员乱接拉电缆、电线。5)泥浆与运土车出场，轮胎要清洗干净。6)注意工地防火，现场要摆放防火器材。

4.3临近既有线施工安全防护措施

1）振动锤施工时，必须有专门的指挥人员，做到“一机一人”，只要机械运转，就有指挥人员。2）临近既有线旁及在既有线20米以内施工作业，施工时必须设置驻站联络员和现场防护员，确保既有线行车安全。3）在既有线旁边施工作业时，施工负责人要调查确定上下班路线，人、机、工具、材料严禁侵入界限。

5、质量保证措施

5.1建立健全质量安全管理网络，分工明确，责任到人，及时发现和清除各种质量安全隐患，防患于未然。

5.2各种原材料，半成品严格按质量要求进行采购。钢板桩送到现场后，应及时检查、分类、编号，钢板桩锁口应以一块长1.5～2.0m标准钢板桩进行滑动检查，凡锁口不合应进行修正合格后方能使用。

5.3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。

6、结束语

钢板桩围堰具有施工进度快、更安全等优点。这对于水较深或粉细砂等软基上与其他围堰施工相比较较为有利，而且相对钢围堰，钢板桩围堰一次性投入费用较低，占用流动资金较少，因此采用钢板桩围堰，在经过技术性、经济性、施工安全性以及便利性比较后使用在主桥基础施工上还是相当合理和可行的。

参考文献：

[1]凌治平主编.《基础工程》.北京；人民交通出版社1997

[2]黄呈伟主编.《钢结构基础原理》.重庆；重庆大学出版社，2006