钢板桩围堰施工工艺及要点

一、工程概况高良涧船闸扩容工程上下游临时围堰堰体为L型上游长约125 米、下游长约140米，设计采用宽750钢板桩，临水面桩长24米， 入土深度约17米（临水面钢板桩抬高2米），内侧桩长12米入土深 度约5米，围护采用750钢板桩坝体复合围护，坝体采用封闭钢板桩 （二头与原护岸连接形成封闭），内外打设二道钢板桩，相距宽度为 8米，中间用一排60间距为3m钢拉杆加固，钢板桩外侧用25#槽 钢做围囹梁，中间回填袋装粘土形成坝体。上游设计施工水位为 +13.33米，下游设计水位为+8.33米。M60 GB/T 6172.1-2000B.OO.II三：1|三三如板桩、V714 33 迎水面、Via导梁25bX72.33一了.67上游临时围堰钢板桩断面图=:ll=._ill=-窖LL导策25b农杆做矶000u壅铜板桩7细板桩兜度为75。mm,: 2805cm1单蕙不11于110.4kg/mV-9,67下游临时围堰钢板桩断面图二、工程的特点及难点本工程为洪泽湖内扩建船闸工程的施工围堰工程。围堰作为上游 防洪圈的第一道防线，不仅对主体工程施工进度和质量都有着重要的 影响，对洪泽湖防汛工作也起到至关重要的作用。2.1、工程的特点1、施工作业面位于洪泽湖内，钢板桩长度超长（24米），投入 机械设备多，现场加工构件较多。2、施工止水要求很高，并且位移的控制也应满足设计要求。3、本工程施工周期较长，部分钢板桩须二期施工。2.2、本工程的难点1、平台搭设、水上、临时堤坝上打、拔超长钢板桩，水上按装钢拉杆对施工人员技术及安全要求较高；2、由于本工程位于洪泽湖内并靠近船闸导航墙堤坝，上下游围 堰水位较深施工较困难，围堰工作面较大，同时施工不能影响通航。三、施工准备1、在施工前先落实钢板桩厂家确认工作，进行现场考察，保证 材料能满足设计要求；2、开工前先修筑一条临时便道，满足重量车能够行走，保证材 料能运至施工现场；3、由于上下闸首围堰处存在混凝土护坡，采用凿岩船和挖泥船 设备进行挖除，确保清除到位。4、将新钢板桩运到工地后，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23m的短桩作通过试验，以23 人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。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8001000C），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。在采用组桩插打时，每隔45m设有一道夹板，夹木在板桩起 吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄 油：沥青：干锯末：干粘土=2： 2： 2： 1），以减少插打时的摩阻力， 并加强防渗性能。5、上下闸首临时围堰施工搭设施工平台，选用80T履带吊机， 扒杆高33m，（锤重10吨，钢板桩2.7吨，总重约13吨）吊距、 吊高、吊重均可满足打钢板桩的施工要求，根据工程地质报告资料，故选用120KW型振动锤沉桩可顺利进行。四、钢板桩围堰施工工艺及要点4、1沉桩用导桩、导梁导框安装与插打方法：在进行安装导框时，先进行定位测量。 水中导框距岸边较远者，用前方交会法定位。导框的安装，一般是先 打定位桩或作临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作，在平 台上组装，固定在定位桩上。当不设定位桩时，直接悬挂在浮台上， 待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。水域导桩采用400*400H型钢，长度12000mm，陆域导桩采用 400*400H型钢，长度6000mm，每对导桩净距约0.58m，导梁拟采 用400*400H型钢，L=9000mm，临时支撑拟采用L75*75*8或12， L=800-900，导桩桩顶标高可略低于钢板桩顶高，临时支撑焊接在导 桩翼缘，以架立导梁，在临时支撑上测量放出围堰四边的轴线，导梁 立放在导桩内侧，与导桩背靠背焊接，顶标高基本与导桩平，水上外 侧导桩可焊接三角架，铺设施工脚手板，以供打桩时操作人员行走， 协助对榫插口。施工打导桩时，纵向位置需严格认真控制，如偏差过 大，可采用临时牵拉办法予以纠正，焊接导梁时要认真复核导梁位置， 导梁焊好后可拆除临时支撑。导桩、导梁可周转使用。4.2打桩顺序先从一侧岸边第一根桩顺向打桩，二排桩同时依次向前施工。钢 围檩按设计要求布置连接牢固。4.3钢拉杆制作严格按施工图和有关规范进行钢拉杆加工，并按设计要求对拉杆 进行防腐处理，用方便袋抱好拉杆端头丝口，防止丝口损坏。4.4打桩施工钢板桩检查合格后，由汽车运至现场，按插桩顺序堆码，每层用 垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上， 允许误差不得大于20mm。将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢 板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁 口中。在预施打的钢板桩锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧 度卡箍，待插入锁口时逐个解除。并在桩的下端系两根缆风绳。安绑主副吊点，其中副吊点末焊吊环，用钢丝绳捆扎时，应垫以 木枋，以防滑移和受力后吊点处锁口变形。起吊一定高度后，慢慢放松副吊点，使钢板桩慢慢接近垂直状态， 并利用风缆控制正反方向。钢板桩就位下插，第一根钢板桩是整个围堰的基准，需二台经纬 仪交会控制定位，保证桩自身垂直及平面位置准确。振动沉桩过程中 测量仪器亦需认真控制，以便随时纠正调整沉桩位置，如偏差过大， 需拔起重新沉桩。其余各桩，则以插桩为准，对好锁口后，利用自重 下插。当自重不能迫使其下插时，可对其进行加压。安设桩锤进行振动锤击，使钢板桩下沉到河床预定的标高位置。 后继沉桩可不用仪器测量控制，按导梁位置来控制钢板桩桩位，但需 经常用仪器校验，或拉尺校验。如出现偏差需及时纠正调整。钢板桩 入土深度及标高按图纸与设计施工，钢板桩打好后，钢板桩内侧拉杆 加固紧跟施工，拉杆长度在4.5 m，内侧拉杆加工好后在钢板桩上割 洞，安装穿插螺丝铆紧，内侧拉杆具体数量按照设计承载能力施工。 应遵循边抽水、边填土、边架立支撑的原则，满足钢板桩不因填土而 使之变形。4.5抽水堵漏钢板桩上设置位移观测点，钢板桩插打完，先回填土方然后方可 抽水开挖。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，在桩脚漏水处，采用砼封底 等措施。五、质量控制要点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，钢板桩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。钢板桩接长和异型钢板桩制作允许偏差序 号项目允许偏差（mm）1钢板桩长度1002异型钢板桩宽度103钢板桩正向弯曲矢高W3L/10004钢板桩侧向弯曲矢高W2L/10005接头错牙5/10注：L为钢板桩总长度（mm） ; 6为钢板桩厚度（mm）2、拼组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、拼组前清除锁口残渣，涂抹润滑油脂，拼组时钢板桩顶端齐 平，高差不超过5mm，成组钢板桩的锁扣要用电焊固定。4、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，使误差不大于土 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。但要控制异形 钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。5、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，相邻钢板桩接 头间距大于5m,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、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。7、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛， 以免桩尖变卷，造成拔桩困难。8、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。9、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。10、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤。11、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。12、认真布设测量基线及高程控制点，认真计算桩位（包括导 桩）控制点，导梁架设时认真测量检查，直至调整准确。13、打桩过程中经纬仪需认真控制桩位及桩的垂直度，避免出 现脱榫，咬口变形，倾斜等不正常现象。六、打板桩时常见的问题和对策1、打桩阻力过大不易贯入。这是由两种原因造成：一是在坚实的砂层或砂砾层中打桩，桩的 阻力过大；二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形，致使板桩不能顺利沿锁 口而下。对第一种原因，需在打桩前对地质情况作详细分析，充分研 究贯入的可能性，在施工时可伴以高压冲水及振动法沉桩。第二种原 因，应在打桩前对板桩逐根检查，有锈或变形的，及时调整。还可在 锁口内涂以油脂，以减少阻力。2、板桩向行进方向倾斜通常情况是在软土中打板桩时，由于连接锁口处的阻力大于板桩 周围的土体阻力，形成一个不均衡力，使板桩向前进方向倾斜。这种 倾斜要尽早调整，方法可用卷扬机和钢索将板桩反向拉住后再沉桩。 当倾斜过大，靠上述方法不能纠正时，可使用特制的锲形板桩（斜桩）， 达到纠偏的目的。3、相邻板桩带入这种现象常发生在软土中打板桩，当遇到了不明障碍物、孤石或 板桩倾斜等情况时，板桩阻力增加，便会把相邻板桩带入，可以按下 列措施处理：（1）不是一次把板桩打到标高，留一部分在地面，待全部板桩 入土后，用屏风法把余下部分打入土中。（2）把相邻板桩焊牢在围囹上。（3）数根板桩用型钢连在一起。（4）在连接锁口上涂以黄油脂，减少阻力。（5）运用特殊塞子，防止土砂进入连接锁口。板桩被带入土中后，应在其顶部焊以同类型的板桩以补充不足的 长度。