19桥梁基础单排钢板桩围堰支护施工工法1

桥梁基础单排钢板桩围堰支护施工工法 1.1.前前言言 厦深铁路广东段站前工程 XSGZQ-7 标段桥梁工程包含 3 座特大桥，共 535 个墩台， 桥址处为典型海相地质，且大部分承台基础位于河道、鱼塘、稻田、砂地等处，承台 基坑开挖深度在 3.5～7.9m。由于开挖深度较大，地下水位丰富，承台基坑放坡开挖时 极易形成流砂，造成坑壁塌滑，采用放坡开挖及草袋围堰支护等方式无法形成基坑， 针对该类承台基础，我们采取单排钢板桩围堰进行基坑支护，取得了良好的效果。现 加以总结提高，形成本工法。 2.2.工法特点工法特点 2.1 钢板桩围堰具有强度高、锁口紧、挡土挡水效果好等特点，深基坑开挖采用单 排钢板桩围堰进行支护，可不受施工水位限制，保证基坑开挖安全。 2.2 设备、人力投入少，劳动力强度低，安全性高。 2.3 钢板桩围堰基坑占地空间小，插打速度快，施工周期短；周转材料利用率高， 施工成本低。 3.3.适用范围适用范围 本工法适用于砂类土、黏性土、碎石土及强风化岩等地质条件下的桥梁基础施工， 更适合在潮汐性河流、地下水丰富、水位变化的地基条件下的基础施工。通过计算分 析优化，可采取不封底或少封底的形式，能进一步提高钢板桩围堰的经济性、安全性 及应用前景。 4.4.工艺原理工艺原理 在桥梁基础结构边线外围，采用单排钢板桩逐根插打入土中，钢板桩之间相互咬 接，最后合拢封闭成一个整体，形成挡水、挡土的临时围护结构，而后进行围护结构 内土方开挖，形成基坑并封底后进行基础施工。如基坑开挖深度小，可不设支撑系统， 靠钢板桩的自身刚度来挡水、挡土；如基坑开挖深度大，则需设围囹、横撑等支撑系 统，支撑系统有单道、双道及 钢板桩围堰型式见图 4-1 《单 —218— 围囹 桥墩 钢板桩 多道支撑等型式。单排 排钢板桩围堰示意图》 。 横撑 桥梁基础 图图 4-14-1单排钢板桩围堰示意图单排钢板桩围堰示意图 5.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程图 本工法施工工艺流程见图 5.1-1 《桥梁基础单排钢板桩围堰支护施工工艺流程图》 。 施工准备 钢板桩检验测量放线导向架加工 钢板桩组装试拼导向架安装定位 插打钢板桩直至合拢 基坑开挖设置支撑 基坑抽水 基坑封底 承台基础施工 拆除围堰 图图 5.1-15.1-1桥梁基础单排钢板桩围堰支护施工工艺流程图桥梁基础单排钢板桩围堰支护施工工艺流程图 5.2 施工操作要点 5.2.1 施工准备 1、根据现场实际情况确定钢板桩围堰施工方案，进行围堰的设计与检算；编制技 术交底资料，详细向施工人员进行技术交底。 2、平整（修建）临时施工便道（便桥） ，确保施工机具、施工材料进场道路畅通 —219— 3、做好现场施工调查，了解现场地理环境、地质地貌、交通、电力线、通讯线及 影响插打钢板桩的障碍物情况，及时清除施工范围内的障碍。 4、进行钢板桩围堰测量放线，并将钢板桩围堰平面位臵与标高向施工人员交底。 5.2.2 钢板桩检验 钢板桩根据其加工工艺不同分为冷弯和热轧两种。 钢板桩应符合 《冷弯钢板桩 （JG/ T196-2007） 》或《热轧U 型钢板桩（GB/T20933-2007） 》要求，围堰施工前，应对 钢板桩应进行检验，内容包括外观检验和材质检验。 外观检验 （1）新钢板桩验收时，应备有出场合格证，钢板桩长度、宽度、厚度、端部矩形 比、平直度和锁口形状等外形尺寸应符合要求。 （2）经整修或焊接后的钢板桩，除对外形尺寸检查外，还应重点检查钢板桩表面 是否存在缺陷，割孔、断面缺损的予以补强处理，钢板桩接长应等强度焊接；对打入 钢板桩有影响的焊接件应予以割除，并用同类型的钢板桩作锁口通过试验。锁口通过 试验可用一块 1m 的同类型、同规格的钢板桩作标准桩，检查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。锁口检查见图 5.2.2-1《钢板桩锁口通过检查 示意图》 。 5.2.2-15.2.2-1钢板桩锁口通过检查示意图钢板桩锁口通过检查示意图 2、材质检验 （1）对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分 析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等。 （2）每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验，每50t 钢板桩应进行两 个试件试验。 5.2.25.2.2 导向架安装定位导向架安装定位 （1）为保证钢板桩沉桩的垂直度及围堰尺寸，在钢板桩插打沉桩前，应准确放出 钢板桩围堰中线，并采用型钢、方木等材料设臵导向架，作为钢板桩的定位和支撑。 （2）导向架安装定位时，应先打定位桩，把导向架固定在定位桩上，然后在导框 内插打钢板桩。 —220— （3）导向架位臵不能与钢板桩相碰。定位桩打入应牢固，不能随钢板桩打设而下 沉或变形。导向梁的高度应适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效。 5.2.35.2.3 插打与合拢钢板桩插打与合拢钢板桩 （1）插打钢板桩的次序，陆上作业可按顺时针或逆时针顺序直接沉桩直至合拢。 水上作业时，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢；对矩形围堰，从上游 一角开始，至下游合拢。 （2）插打钢板桩时应严格控制桩的垂直度，尤其是首桩要从两个垂直方向同时控 制，确保垂直不偏。在导向架的导向下，宜先将钢板桩逐根或逐组沉桩至稳定深度， 然后一次打入直至设计深度。 （3）在插打过程中，应随时检查其平面位臵是否正确，桩身是否垂直，发现倾斜 应及时纠正或拔起重插。 （4）根据现场条件，插打钢板桩可以逐根或逐组打入。钢板桩插打可用锤击、液 压、振动或辅以射水等方法下沉，但在黏土中，不宜使用射水，锤击时应使用桩帽。 插打前，在锁口内应采用防水混合料(体积配比为黄油:干膨润土:干锯沫=5:5:3)和棉 絮捻塞拼接缝，以防漏水。 （5）在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，可改变吊点位臵，但吊点位臵不得 低于桩顶以下 1/3 桩的长度。 （6）水上作业围堰将合拢时，应经常观测四周的冲淤状况，必要时应采取措施， 预防上游冲空、涌水或下游淤积，影响施工进程。 （7）钢板桩围堰在合拢口处往往形成上窄下宽的状态，使得最后一组板桩难以沉 桩，宜将临近一段钢板桩墙的上端向外推开，使上下宽度接近；必要时，可根据实测 情况，做一块上窄下宽的楔形钢板桩，合拢时，先出插入异型钢板桩，再插打最后一 块标准钢板桩。 5.2.45.2.4 基坑开挖和支撑安装基坑开挖和支撑安装 （1）土方开挖及支撑安装是钢板桩围堰施工的重要环节，直接影响到支护系统的 稳固，因此须通过计算确定可靠的开挖及支撑方案，否则可能导致支护失败。支撑安 装宜与土方开挖同步进行，采取“分层开挖、分层支护”的原则进行。 （2）土方开挖及支撑施工应严格按照设计方案进行。土方开挖应分层分区连续施 工，并对称开挖，土方开挖至钢板桩围囹设计标高后应及时进行围囹及横撑施工，严 禁超挖后再安装支撑，第一道支撑宜设臵在钢板桩墙顶以下 0.5m 处。 （3）围囹、横撑加固时，应使钢板桩围堰处于主动受力状态，防止钢板桩侧向受 力导致过大变形，如围囹与钢板桩间有缝隙，可采用木楔子块将钢板桩和围囹抄紧使 其受力。 （4）基坑开挖过程中应密切关注支护体系的变形情况，发现异常应