浅析钢板桩围堰常见问题的成因和处理防治方法

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摘要：简单的介绍了钢板桩围堰在一般施工过程中可能出现的质量问题的原因，并进行了分析，并提出了解决相应问题的方法及预防措施。

关键词：钢板桩围堰；问题；处理；预防

Abstract: brief introduction the steel sheet pile in general construction process the cofferdam of possible quality the cause of the problem, and analyzed, and puts forward some solutions to the problems of the methods and corresponding prevention measures.

Keywords: steel sheet pile cofferdam; Problem; Processing; prevention

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1.前言

钢板桩围堰在当今内河桥梁深水基础施工中应用较为广泛，对于砂类土、粘性土、碎石土及风化岩等坚硬河床及流速较大的深水河床，钢板桩围堰比较适用，因为其具有挡水性好，能成为结构的一部分，也可以拆除重复利用的特点。因此在实际施工过程中也时常有各类的质量事故发生，例如管涌、隆起、上浮、倾覆垮塌等，事故的发生不仅会影响工期，增加施工成本，危及生命安全，还对企业的经济和社会效益带来严重的影响，所以对钢板桩围堰在一般施工过程中可能出现的质量问题的原因，并进行了分析，并提出了处理相应问题的方法及预防措施，显得尤为重要。

1.打钢板桩过程中的质量问题及解决办法

2.1倾斜

钢板桩倾斜主要是由于钢板桩自身扭曲变形与施工过程中导向装置不合理或遇坚硬土质锤力过大导致变形或以为而产生的。

遇到上述情况时首先加强对钢板桩的筛选，剔除变形过大的钢板桩，变形较小的钢板桩，运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物（如电焊瘤渣、废填充物等），对缺陷部位加以整修。并对锁口进行通过性检查，对检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。

在插打钢板桩前，除在锁扣内涂油减少锁扣的摩阻力外，同时在未插套的锁扣下端打入铁锲或硬木锲，防止沉入时泥沙堵塞锁口。钢板桩堆放和运输过程中避免碰撞，防止弯曲变形；

钢板桩施打时要确保导向装置的上下水平与垂直，在板桩垂直进入导向装置后，对板桩锁口进行限位，锁扣限位装置要焊接牢靠，避免施大时振动脱落；

在施打钱应对施工区域的地质情况进行熟悉了解，遭遇硬土质时，应使用功率较大的振拔锤，或将钢板桩底口截成一定角度，使应力集中，减少受力面，易于入土；

2.2锁扣脱离

锁口脱离主要在不同类型或型号的钢板桩相互组合和变形钢板桩之间相互扣连时遇到的问题：

不同类型或型号的钢板桩锁口类型截然不同，如国产钢板桩与德国拉森钢板桩，相互组合时锁口牙合不紧，极易发生锁口脱离，应避免这样的锁口使用；

变形钢板桩之间特别时两根同方向弯曲的钢板桩，在插打受力时，相互产生排斥，在锤击作用下极易脱离，所以应加强钢板桩使用前的检查筛选与整修工作。

2.3无法合拢

钢板桩合拢是钢板桩围堰施工成败的关键，然而由于施工不当造成钢板桩无法合拢或合拢困难，钢板桩合拢时应该注意插打顺序，合拢边钢板桩应从两边向中间合拢，一边插打一边纠偏调整，钢板桩上端向合拢口倾斜时，可在顶端使用千斤顶或用倒链葫芦向外侧张拉调整所需合拢间距，钢板桩将近合拢而两侧各剩下几组尚未合拢前，即应考虑合拢情况，如需调整时，可将钢板桩悬挂，不使桩底落到河床，由潜水员下水安设倒链葫芦进行调整，板桩施工时遵循“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。

3.围堰内施工作业常见问题及解决办法

3.1漏水

围堰漏水主要是指板桩锁口漏水，锁口漏水主要是由于板桩插打不当、船只碰撞等作用致使锁口发生变形，出现渗漏。出现渗漏时采用在锁口位置的围堰外侧利用导管投撒煤渣，木硝、谷糠等或混合物。沉至漏水处即可堵塞漏水。

3.2管涌

管涌主要由于是水压差引起的，当钢板桩插入粘聚力较小的饱和土中，特别是粉砂、淤泥中长可能发生管涌现象。因此在施工前应熟悉掌握是施工范围地质情况，进行坑底管涌验算，确定板桩入土深度，即控制合理的渗水流程。做好封底混凝土施工质量，避免封底混凝土夹层。

3.2隆起

隆起主要发生的地质条件是软弱有地下水的粘土层，当板桩背后的土柱重量超过基坑底面地基承载力时，地基的平衡状态受到破坏等严重情况，为避免此种情况发生应对地基强度和稳定性进行验算。

3.3倾覆垮塌

倾覆垮塌是钢板桩围堰施工中最为严总的事故，导致是故发生的原因分布在各个阶段，主要体现在：

3.4.1钢板桩材料管理

钢板桩的型号和类型很多，实际施工时应根据受力计算要求选择合适的钢板桩，因此使用前应对钢板桩材料进行严格检查，避免不同类型和型号的钢板桩混淆。

3.4.2钢板桩焊接

钢板桩原则上应避免使用焊接接长的钢板桩，如需使用时焊接质量应满足规定要求，特别是焊接绑板的钢板规格形状，设置位置，焊缝高度应满足要求，在焊接用钢板桩应将焊接断面尽可能放在离水平面较近处，与完整钢板桩错开布置，降低或减少同一断面焊接截面数量不超过50%，避免应力集中对钢板桩造成破坏；

3.4.3围囹支撑

围囹支撑是整个钢板桩围堰的骨架，是平衡围堰内外受力状况的关键所在，如果围囹支撑不能满足要求，将导致整个围堰垮塌，因此根据围堰的受力状况，经过详细受力分析计算，确定围堰不同部位围囹材料的规格，围囹在施工时应注意现场围囹的拼接质量，特别是焊接绑板的钢板规格形状，设置位置，焊缝高度应满足要求。

3.4.4钢板桩入土深度选择

为保证深基坑开挖安全和基坑周围土体稳定，钢板桩必须有一定的插入坑底深度，就是“踢脚深度”，避免围堰内外失衡而发生倾覆，踢脚深度应遵循围堰内外吐水的压力平衡的原则确定。根据内外压力平衡原则以及土质条件，在有足够安全系数的前提下，确定围堰内清除泥土的方式，不可冒险激进，破坏内外压力平衡，造成围堰垮塌。

3.4.5其他因素影响

船只的撞击、大风浪、围堰周边交叉作业都会引起围堰垮塌。

3.4.5.1在钢板桩围堰周围应设置靠船桩与防撞桩，并设置警示标志，与海事部门协调配合，加强对往来船只的管理与调度，工程船只应根据水流变化减速慢行，停靠在靠船桩上作业，避免碰撞；

3.4.5.2严格关注掌握天气变化情况，遭遇大风浪时应立刻停止围堰内作业，及时回水消除围堰内外压力差，确保围堰安全；

3.4.5.3围堰施工时严禁在围堰周边进行挖土作业，扰动土体，碰撞钢板桩；

4.围堰拆除时常见常见问题及处理方法

4.1垮塌

拆除围堰垮塌，主要是围堰前后受力情况发生变化，拆除顺序不当所导致，特别是干封底时采用现做围囹支撑后清除围堰内泥土，拆除时围囹受力比安装时要大的多，因此在拆除时首先进行回水，降低内外压力差，拆除结构物周围围囹时应用方木作为支撑结构物作为依托，将钢板桩支撑在结构物上，以抵消部分围堰外压力，拆除围囹时应因同步对称解除，先解除角撑再解除直撑，从下向上依次回水解除；

4.2无法拔除

钢板桩无法拔除的原因主要是与封底混凝土粘结增强了钢板桩的摩阻力，可遵循如下方法拆除。

4.2.1在打入钢板桩前，将钢板桩与水下混凝土的接触范围内涂以隔离层；

4.2.2在灌注较厚水下封底混凝土的第一层时将钢板桩拔起少许，以减少粘结力；

4.2.3采用振动附有液压装置振拔锤。有必要时加高压射水减少摩阻力；

4.2.4略加锤击，使钢板桩与水下混凝土脱离粘结；

4.2.5先拆除导向外框，向围堰内灌水，使围堰内水位高出围堰外1.0-1.5米，利用堰内水压力抵消堰内水压力，使桩壁与水下混凝土脱离；

4.2.6对于变形大的无法拔除的，利用人工沿河底进行水下割除；

5.结语

综上所述，可以看出，整个钢板桩围堰质量事故贯穿整个围堰施工过程，但要以科学的态度，一丝不苟的工作精神，解决钢板桩围堰施工过程中的各类问题，避免各类事故的发生还是可以预防与克服的；

参考文献：

【1】 公路桥涵施工手册交通部第一公路工程总公司

【2】 《桥梁施工百问》 刘吉士 张俊义 陈亚军

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。