钢板桩围堰施工工艺及理论计算简介
通过对南通市北城大桥主墩承台钢板桩施打、加固、吸泥、钢板桩防渗漏措施的介绍，总结了钢板桩围堰的施工工艺和技术措施， 同时对钢板桩入土深度进行了理论计算和分析。钢板桩围堰工艺和传统的钢吊箱、沉井施工工艺相比具有费用省，工期短的优点。钢板桩围堰工艺在北城大桥承台施工中的成功应用，取得了良好的社会效益和经济效益，为类似深承台的施工提供了经验。关键词：钢板桩围堰施工；钢板桩理论计算
1工程概况北城大桥在南通市通吕运河一号桥以东约600m处跨越通吕运 河，大桥全长为466.96m,分左右两幅，桥梁横断面宽30m,由主桥及南 北引桥组成。主桥采用62m+98m+62m 三跨连续箱梁，每幅桥采用单箱单室预应力砼直腹板箱梁，南北引桥均为4×30m 单箱双室斜腹 板箱梁，全桥采用板式桥墩，配以钻孔群桩基础。主桥下部结构共有4个墩台，其中5#、8#墩为岸上交界墩； 6#、7#墩为水中主墩。5#、8#墩承台高2.5m;6#、7# 墩承台高
图1主桥设计布置图
度 3m,承台底标高-4.8m,顶标高- 1.8m,承台埋入河床面以下，承 台覆盖层较厚。5#、8#交界墩承台为岸上明挖法法强排水施工，施 工工艺相对简单。主墩承台为水中施工，如何快速去除覆盖层进行承 台施工是关键，考虑到本桥施工工期紧、任务重，采用沉井施工、钢吊 箱施工等常规的水中承台施工工艺无法满足工期要求，决定采用钢 板桩施工工艺。图2主墩设计布置图2工程地质2.1 地形地貌主墩施工区域位于通吕运河内，场地地貌类型属长江三角洲冲 积平原区，地貌单一。拟建场地横跨通吕运河南北两岸，现通吕运河 宽约130m。2.2水文地质勘察期间进行了地下水水位测量，初见水位在标高240m 左右， 稳定水位在标高2.20m左右，水位受通吕运河水位变化影响较大，随季节及降雨量也有波动变化，变幅一般在200m 左右，即在标高1.50~3.50m 之间变化，抗浮设计水位可取标高3.50m。第 I 承压水水头标高约位于85国家高程0.50m。3主墩承合钢板桩施工情况简介3.1 钢板桩围堰现场施工控制数据①钢板桩围堰顶标高：+2.5m;②钢板桩长度：12m③钢板桩围堰内空尺寸：11.3m×11.3m。选择日本拉森式N 型钢板桩，力学性能简要介绍如下：N型钢板桩：b (宽)xh(高)=400×170mmm, 单根截面积 A=96. 99cm2,惯性矩Ix=4.67cm4, 截面抵抗矩Wx=362cm3。3.2钢板桩施打3.2.1钢板桩的定位与施打顺序钢板桩定位：钢板桩的定位系统主要利用钢护筒设置，在钢护筒 外侧焊接钢板桩内限位型钢，确保钢板桩围堰内空尺寸。施打顺序：首先施打靠近河堤面中间一根钢板桩，然后沿首节钢 板桩两边锁口分别插打，两侧插打数量保持大致相等，最多允许相差 10片。3.2.2钢板桩插打施工(a)钢板桩施打前准备钢板桩施工区域回填有砖渣，施工前测量放点后挖机将钢板桩 施打位置及附近1m 范围全部开挖，砖渣全部挖出后方可进行钢板 桩施打。(h)钢板桩的转运、插打施工准备工作完成后，将钢板桩转运到墩位处，用55t 履带吊吊起40 型振动锤斜插到钢板桩顶口，整体起吊振动锤和钢板桩，利用自重顺 锁口下插，然后测量观测钢板桩垂直度和平面位置，满足要求后开启 振动锤一边振动， 一边插打下沉。在插打钢板桩之前，为保证钢板桩顺利合拢，应先焊接内支撑导 向型钢。内支撑导向型钢与钢护筒固定，距离设计钢板桩位置约
50cm,然后焊接横撑。钢板桩内轮廓线位置距离承台设计轮廓线50cm。插打钢板桩时，第一根钢板桩必须插正、打正，以免影响后面的钢 板桩。整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后20片时，要先插后打，若合拢有 误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。钢板桩的插打详细步骤如下：①、在钢板桩锁口内涂黄油。②、安绑主副吊点。其中副吊点未焊吊环，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。③,起吊一定高度后，慢慢放松副吊点，使钢板桩接近垂直状态， 并利用风缆控制正反方向。④、钢板桩就位下插，第一根钢板桩系沿内导向下插，是整个围 堰钢板桩的基准，要反复挂线检查，使其方向垂直位置准确。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，可利用滑车组，进行加压。⑤、安设桩锤，进行振动锤击，使钢板桩下沉到河床预定标高位 置。⑥、将已插好的钢板桩，点焊固定于顶层内支撑导向架(用短钢 筋)。⑦,拆除悬挂外导环吊杆的挑梁。按上述步骤逐根下插钢板桩。3.2.3钢板桩围堰的合拢钢板桩围堰合拢段选在远离河堤的承台面合拢，合拢时采取下 列措施进行调整合拢。(1)在钢板桩顶端使用千斤顶或复滑车组调整平行。(2)在合拢段采取先插合拢再逐根施打到位。3.3 吸泥施工(1)挖机围堰内开挖钢板桩围堰施打完成后，首先用挖机在围堰内进行开挖。挖机沿 围堰外侧道路行走，以挖机最大臂进行开挖，开挖出来的泥土转运到 堆场外弃。(2)人工吸泥首先准备2台大功率泥浆泵， 一台泥浆泵抽吸运河水形成高压水 冲洗围堰内泥砂，同时另外一台泥浆泵将围堰内形成的泥砂与水的混 合液体抽出，抽出的混合液必须通过循环、沉淀后再排到运河内。3.4钢板桩支撑施工(1)支撑材料钢板桩围堰的支撑包括围檩及斜撑，采用两层布置，两层标高分 别为+15m 、-1.5m 。围檩及斜撑均采用HW500×300, 上下两层，围 檩固定于钢板桩内壁。(2)支撑安装顺序基坑支撑的顺序如下：吸泥、抽水至+1.0m时 → 安装第一层围 檩 → 安装第一层支撑 → 吸泥、抽水至-20m时 → 安装第二层围檩 → 安装第二层支撑→吸泥、抽水至基坑底。(3)围檩安装由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺 直度较差，围檩安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变 形，将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用小型钢连接。(4)斜撑安装围檩就位后，吊车吊斜撑就位现场焊接。(5)三角加劲板焊接围檩与内撑交接处、围檩四角处均焊接三角加劲板。3.5钢板桩防渗漏措施由于钢板桩自身防渗水性能较好，围堰内抽水后，渗水量较小，
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