CN105040715A - 使用钢板桩做桥梁施工围堰方法 - Google Patents

Abstract

<b>使用钢板桩做桥梁施工围堰方法。围堰是指在工程建设中，为建造永久性基础设施，修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑。一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工工艺包括如下要点：（</b><b>1</b><b>）施工准备；（</b><b>2</b><b>）测量定位、搭设施工平台（在水中施工）及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装；（</b><b>3</b><b>）钢板桩的打插；（</b><b>4</b><b>）</b><b>a.</b><b>围堰内的抽水、堵漏、清基开挖，</b><b>b.</b><b>钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装，</b><b>c.</b><b>钢板桩围堰的测量及施工监测；（</b><b>5</b><b>）基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理；（</b><b>6</b><b>）检验。本发明应用于使用钢板桩做桥梁施工围堰方法。</b>

Description

使用钢板桩做桥梁施工围堰方法

技术领域：

本发明涉及一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法。

背景技术：

围堰是指在工程建设中，为建造永久性基础设施，修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物，一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除，围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位，传统的围堰有草木围堰和土石围堰。

发明内容：

本发明的目的是提供一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工工艺包括如下要点：（1）施工准备：（2）测量定位、搭设施工平台（在水中施工）及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装；（3）钢板桩的打插；（4）a.围堰内的抽水、堵漏、清基开挖，b.钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装，c.钢板桩围堰的测量及施工监测；（5）基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理。（6）检验。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（1）所述的首先进行的施工准备：a.要求桩尖高程符合设计计算要求（钢板桩长度值详见钢板桩围堰设计计算书） ；b.将钢板桩运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记；c.钢板桩验收时，应具有有关出厂合格证，其机械性能和几何尺寸应符合施工要求；d.锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口检查，检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行；e.当板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开，经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；f.钢板桩采用组桩插打，每隔4～5m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用；组桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能；g.拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接连接成角桩。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（2）所述的测量定位、搭设施工平台及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装：a.导框制作：采用型钢(槽钢)作为钢板桩围堰内导梁、导框，并制成围笼；内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm～10cm，以利钢板桩的插打，矩形围笼导梁按设计尺寸直接下料，导梁接头均安排在横撑支点处，接头用夹板螺栓连接；b.导框安装：安装导框前，先进行测量定位。导框安装时先打定位桩或作临时施工平台；导框在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（3）所述的钢板桩的打插：a.打桩选用较轻型桩架，一般锤重宜大于桩重，锤击能量要适当，一般选用震动打桩机打钢板桩；b.在施打钢板桩前，在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位；c.钢板桩采用逐块(组)插打到底或全围堰先插合拢后，再逐块(组)打；d.插打钢板桩时从第一块(组)就要保持平整，几块插好打稳后即与导框固定，然后继续插打，为了使打桩正常进行，设一台吊机来担负吊桩工作；钢板桩起吊后须以人力扶持***前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，***以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，也可以用滑车组强迫插桩，待***一定深度并站立稳定后，方可加以锤击；e.钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打，凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用，不得已时其接头水平位置至少应上下错开2m以上；f.保证钢板桩插打正直顺利合拢的措施是随时纠正歪斜，歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打，纠正无效时,应特制楔形桩合拢；g.钢板桩组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞；组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏(黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1)，以减少插打时的摩阻力，并加强防渗能力。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（4）所述的围堰内的抽水、堵漏、清基开挖、钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装及钢板桩围堰的测量及施工监测：应先进行抽水堵漏、支撑施工、清基开挖、基础及墩身施工：钢板桩插打完成并做好加固措施后即可抽水，抽水时检查各点是否顶紧、板桩与导框间木楔是否挤紧，抽水速度不宜过快，要随时观察围堰的变化情况并做出相应处理。当发生锁口渗漏时，用棉絮在内侧嵌塞，同时在漏缝外侧撒大量木屑或谷糠，使其由水流夹带至漏水处自行堵塞。桩脚渗漏时采用在桩脚处填筑土袋的止水方法，若桩脚渗漏是因河床透水引起的，则采用向透水层压注水泥砂浆或采用水下混凝土封底的方法止水。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（5）所述的基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理：a.钢板桩拔出前，应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊船、吊机、打拔桩机、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点；b.拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。在运输堆放时，不使碰撞，防止弯曲变形，堆放场地应坚实平整，堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（6）所述的检验：检测钢板桩插打和就位质量应符合下列规定：a.合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；b.到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（1）钢板桩围堰内力计算：钢板桩围堰施工中经常出现钢板桩整体失稳致使钢板桩围堰向内包裹将施工人员及设备整体掩埋在基坑内,造成安全事故；在进行钢板桩围堰设计计算前，应较准确地把握支护的土体，同时认清所采用的计算公式及计算模型的假设前提条件与本工程实际情况是否一致，钢板桩围堰施工期间，其外侧土压力按静止土压力，内侧土压力按被动土压力计算；2种最不利工况，第1种为钢板桩围堰吸泥完成到封底前，主要确定钢板桩入土深度及验算钢板桩、围檩及内支撑强度和刚度；第2种为钢板桩围堰抽水完成后,仅验算钢板桩围堰、围檩及内支撑强度和刚度，强涌潮时分2种工况计算：第1种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面涌潮压力；第2种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面和两侧面涌潮压力；

a.内力计算：则是根据作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布，根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P207页(4-40）公式得：

钢板桩均布荷载换算土高度：

b.支撑层数及间距的计算：按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-96）公式得：

=2940mm=2.9m

h1=1.11h=1.11×2.9=3.2m

h2=0.88h=0.88×2.9=2.6m

根据施工二次浇注砼需调整支撑布置，层数为2层。第一层标高为0.75米，距岛顶面3米，第二层距第一层2米。封底砼作为第三层支护体系；

c.入土深度计算：用盾恩近似法计算钢板桩入土深度；主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：、，根据主动土压力和被动土压力平衡原理，几何关系根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P206页(4.3）公式得：

根据入土部分的固定点，被动土压力合力作用点在离坑底处，所以钢板桩最下面一跨的跨度为2+3.78×2/3=4.52m处；

故钢板桩的总长度至少为，即钢板桩长度为10.53m，入土深度为3.78m时能保证桩体本身的稳定性，选用21m钢板桩，实际入土深度为5.95m。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（2）钢板桩稳定性检算：其包括如下几项内容；

a.管涌检算：

管涌的原因主要是水力差的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为h1=8.85m，入土深度h2=x，最短的渗流途径为h1+h2×2，不产生管涌的安全条件，根据根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P282页(4-147）公式得：

式中为安全系数取1.7；

水容重取；

土的浮容重为；

水力梯度；

计算得时，不会发生管涌；

所需桩长

选用21m钢板桩，则入土深度为5.75，不会发生管涌；

b.基坑底部***验算

基底抗***稳定性分析采用,，抗隆验算方法，根据《基础工程》中国建筑工业出版社P308页（8-30）公式：

、、、、、安全系数

=5.69

=13.78

=3.6＞1.7

即钢板桩打入深度5.75m，地基土稳定，不会发生***。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（3）围囹检算：围囹的工况分析与计算工况分析模型加载力按照主动土压力强度，被动土压力强度将围囹的工况分为以下六种：

a.工况一

参照《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社P284，施作桩顶围囹和支撑后,开挖基坑至+1m，即3m深，未安装第一道支撑前，钢板桩为顶部简支的单锚浅埋板，则支撑受力为；

假定钢板桩所需入土深度为t，

为使钢板桩保持稳定，在钢板桩顶部力矩应等于零

因此最小入土深度

/m2

/m2

因此/m2

剪力为零的点据支撑点的距离

对最小入土深度（即剪力为0点）取矩

故此工况下钢板桩能够满足要求；

b.工况二

安装好第一道支撑，开挖至标高-1.5，即5.25m深，第二道支撑没有施作。此时钢板桩可看作为在桩顶和第一道支撑处简支，基坑以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，最大支撑反力荷载集度104.82KN/m；作用在第一层围囹和支撑处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

c.工况三

安装好第二道支撑，继续开挖至标高-3m处，即基坑6.75m深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一和第二道支撑处简支，在基底以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，最大支撑反力荷载集度210KN/m；作用在第二层围囹和支撑处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

d.工况四

安装好第二道支撑，清淤（采用灌水后用吸泥机清淤，将淤泥全部清除后换填块石至标高-5米处），之后浇筑封底砼，因灌水后内外压力平衡，故可不计算此工况下钢板桩的受力情况，只要注意在浇筑砼时注意降低围堰内水位标高，保持压力平衡即可；

e.工况五

第一层承台施工完毕，拆模，将承台周边与钢板桩间填入碎石，使第一层承台侧壁作为临时支撑，拆除第二道支撑，围囹保留，此时钢板桩可视为在第一道支撑和第一层承台处简支、在封底顶固结的连续梁；

计算得钢板桩：、，第一层最大反力为227.21KN，作用在第一层支撑及围囹处、第一层支撑最大反力荷载集度为101.21KN/m，作用在第一层围囹处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

f.工况六

第二层承台施工完毕，拆模，回填基坑至第一层围囹底，拆除第二层围囹和支撑，此时钢板桩可视为桩顶、第一道支撑和围囹处简支，在承台以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，第一层支撑最大反力荷载集度97.84KN/m作用在第一层围囹处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（4）围囹计算：围囹采用双40a工字钢，第二层围囹采用双50a工字钢。脚撑和八道对撑采用直径630mm，壁厚10mm的钢管。因地质情况复杂，为安全起见，按间距3米和4米的简支梁计算围囹受力。

所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（5）在软弱地基支护施工计中往往要采用钢管和H型钢对钢板桩进行支承的支护形式；

a.钢管支撑

一般采用ф609钢管余料接长，也有采用ф406钢管，其具有支撑刚度大，单根支撑的承载力大，支撑间距较大（最大约10m），但支撑与支撑、支近与围檩的安装和连接麻烦，尺寸不易精确，现场工作量大，施工质量难以保证等缺点；

b.H型钢支撑

它是利用螺栓将H型钢连接，具有组装方便，现场装配简单，根据不同的基坑按设计要求进行组合和连接，可重复使用，在支撑杆件上能安装各种检测仪器进行施工检测；

c.支撑的安装

根据支撑布置图在基坑四周钢板桩上口定出轴线位置；根据设计要求，在钢板桩内壁用墨线弹出围檩轴线标高；由围檩标高弹线，在钢板桩上焊接围檩托架；安装围檩；根据围檩标高在基坑立柱上焊接支承托架；安装短向（横向）水平支撑；安装长向（纵向）水平支撑；在纵、横支撑交叉处及支撑间的空隙处，用夹具固定；在基坑周边围檩与钢板桩间的空隙处，用C20混凝土填充；为了使支撑受力均匀，在挖土前宜先给支撑施加预应力，施加预应力的方法为：

1、用千斤顶在围檩与支撑的交接处加压，在缝隙处塞进钢楔锚固，然后撤去千斤顶，用特制的千斤顶作为支撑的一个部件，安装在各根支撑上，预加荷载后留在支撑上，待挖土结束后，拆除支撑，卸去荷载。

本发明的有益效果：

1.本发明采用的拉森钢板桩边缘带有锁扣装置,通过这种锁扣装置的咬合联接，钢板桩可以自由组合，形成一种连续紧密的挡土或者挡水墙的钢结构体，采用高频液压振动锤在偏心力矩作用下产生高频振动力，通过夹具作用于钢板桩，再由钢板桩传递到所接触的地层，扰动土体，使土体液化，破坏其与钢板桩之间的摩擦阻力以及吸附力并施加压力或提升力将钢板桩***或拔出，由钢板桩和导梁支撑（钢管或型钢）形成一个阻水围堰，在围堰内抽水、堵漏、开挖、清基至设计标高，浇筑混凝土封底，通过钢板桩及封底混凝土，为承台施工提供无水的施工环境。

本发明施工方法简便，不需要庞大施工设备，与传统土石围堰相比可减少基坑土方开挖量。

本发明施工快速，可大幅缩短工期。

本发明适用范围广，通过改变钢板桩的断面形状和长度，能使其适应不同地质、深度、支护结构要求。

本发明安全可靠，具有强度高、结合紧密、互换性、止水性好特点。

本发明经济合理，对临时支护性工程可多次周转使用。

本发明节能环保，大量减少了取土量和混凝土的使用量，不产生垃圾废物，污染小，施工占地面积小，有效保护土地资源。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。图中：1—钢板桩；2—钢板桩支撑；3—角钢板桩；4—导向梁；5—定位桩；

附图2是本发明的钢板桩打桩立面布置图。图中：1—钢板桩；2—钢板桩支撑；6—行走简易平台；7—打桩振动锤；8—履带吊车；

附图3是支护支撑示意图。图中：9—H型钢围檩；10—钢管支撑；11—端头板；12—排水沟。

具体实施方式：

实施例1：

一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工工艺包括如下要点：（1）施工准备：（2）测量定位、搭设施工平台（在水中施工）及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装；（3）钢板桩的打插；（4）a.围堰内的抽水、堵漏、清基开挖，b.钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装，c.钢板桩围堰的测量及施工监测；（5）基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理。（6）检验。

实施例2：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（1）所述的首先进行的施工准备：a.要求桩尖高程符合设计计算要求（钢板桩长度值详见钢板桩围堰设计计算书）；b.将钢板桩运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记；c.钢板桩验收时，应具有有关出厂合格证，其机械性能和几何尺寸应符合施工要求；d.锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口检查，检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行；e.当板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开，经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；f.钢板桩采用组桩插打，每隔4～5m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用；组桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能；g.拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接连接成角桩。

实施例3：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（2）所述的测量定位、搭设施工平台及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装：a.导框制作：采用型钢(槽钢)作为钢板桩围堰内导梁、导框，并制成围笼；内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm～10cm，以利钢板桩的插打，矩形围笼导梁按设计尺寸直接下料，导梁接头均安排在横撑支点处，接头用夹板螺栓连接；b.导框安装：安装导框前，先进行测量定位。导框安装时先打定位桩或作临时施工平台；导框在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。

实施例4：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（3）所述的钢板桩的打插：a.打桩选用较轻型桩架，一般锤重宜大于桩重，锤击能量要适当，一般选用震动打桩机打钢板桩；b.在施打钢板桩前，在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位；c.钢板桩采用逐块(组)插打到底或全围堰先插合拢后，再逐块(组)打；d.插打钢板桩时从第一块(组)就要保持平整，几块插好打稳后即与导框固定，然后继续插打，为了使打桩正常进行，设一台吊机来担负吊桩工作；钢板桩起吊后须以人力扶持***前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，***以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，也可以用滑车组强迫插桩，待***一定深度并站立稳定后，方可加以锤击；e.钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打，凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用，不得已时其接头水平位置至少应上下错开2m以上；f.保证钢板桩插打正直顺利合拢的措施是随时纠正歪斜，歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打，纠正无效时,应特制楔形桩合拢；g.钢板桩组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞；组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏(黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1)，以减少插打时的摩阻力，并加强防渗能力。

实施例5：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（4）所述的围堰内的抽水、堵漏、清基开挖、钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装及钢板桩围堰的测量及施工监测：应先进行抽水堵漏、支撑施工、清基开挖、基础及墩身施工：钢板桩插打完成并做好加固措施后即可抽水，抽水时检查各点是否顶紧、板桩与导框间木楔是否挤紧，抽水速度不宜过快，要随时观察围堰的变化情况并做出相应处理。当发生锁口渗漏时，用棉絮在内侧嵌塞，同时在漏缝外侧撒大量木屑或谷糠，使其由水流夹带至漏水处自行堵塞。桩脚渗漏时采用在桩脚处填筑土袋的止水方法，若桩脚渗漏是因河床透水引起的，则采用向透水层压注水泥砂浆或采用水下混凝土封底的方法止水。

实施例6：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（5）所述的基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理：a.钢板桩拔出前，应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊船、吊机、打拔桩机、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点；b.拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。在运输堆放时，不使碰撞，防止弯曲变形，堆放场地应坚实平整，堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。

实施例7：

根据实施例1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作工艺包括如下步骤：（6）所述的检验：检测钢板桩插打和就位质量应符合下列规定：a.合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；b.到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。

实施例8：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（1）钢板桩围堰内力计算：钢板桩围堰施工中经常出现钢板桩整体失稳致使钢板桩围堰向内包裹将施工人员及设备整体掩埋在基坑内,造成安全事故；在进行钢板桩围堰设计计算前，应较准确地把握支护的土体，同时认清所采用的计算公式及计算模型的假设前提条件与本工程实际情况是否一致，钢板桩围堰施工期间，其外侧土压力按静止土压力，内侧土压力按被动土压力计算；2种最不利工况，第1种为钢板桩围堰吸泥完成到封底前，主要确定钢板桩入土深度及验算钢板桩、围檩及内支撑强度和刚度；第2种为钢板桩围堰抽水完成后,仅验算钢板桩围堰、围檩及内支撑强度和刚度，强涌潮时分2种工况计算：第1种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面涌潮压力；第2种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面和两侧面涌潮压力；

a.内力计算：则是根据作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布，根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P207页(4-40）公式得：

钢板桩均布荷载换算土高度：

b.支撑层数及间距的计算：按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-96）公式得：

=2940mm=2.9m

h1=1.11h=1.11×2.9=3.2m

h2=0.88h=0.88×2.9=2.6m

根据施工二次浇注砼需调整支撑布置，层数为2层。第一层标高为0.75米，距岛顶面3米，第二层距第一层2米。封底砼作为第三层支护体系；

c.入土深度计算：用盾恩近似法计算钢板桩入土深度；主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：、，根据主动土压力和被动土压力平衡原理，几何关系根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P206页(4.3）公式得： ；

根据入土部分的固定点，被动土压力合力作用点在离坑底处，所以钢板桩最下面一跨的跨度为2+3.78×2/3=4.52m处；

故钢板桩的总长度至少为，即钢板桩长度为10.53m，入土深度为3.78m时能保证桩体本身的稳定性，选用21m钢板桩，实际入土深度为5.95m。

实施例9：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（2）钢板桩稳定性检算：其包括如下几项内容；

a.管涌检算：

管涌的原因主要是水力差的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为h1=8.85m，入土深度h2=x，最短的渗流途径如图2-1所示为h1+h2×2，不产生管涌的安全条件，根据根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P282页(4-147）公式得：

式中为安全系数取1.7；

水容重取；

土的浮容重为；

水力梯度；

计算得时，不会发生管涌；

所需桩长

选用21m钢板桩，则入土深度为5.75，不会发生管涌；

b.基坑底部***验算

基底抗***稳定性分析采用,，抗隆验算方法，根据《基础工程》中国建筑工业出版社P308页（8-30）公式：

、、、、、安全系数

=5.69

=13.78

=3.6＞1.7

即钢板桩打入深度5.75m，地基土稳定，不会发生***。

实施例10：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（3）围囹检算：围囹的工况分析与计算工况分析模型加载力按照主动土压力强度，被动土压力强度将围囹的工况分为以下六种：

a.工况一

参照《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社P284，施作桩顶围囹和支撑后,开挖基坑至+1m，即3m深，未安装第一道支撑前，钢板桩为顶部简支的单锚浅埋板，则支撑受力为；

假定钢板桩所需入土深度为t，

为使钢板桩保持稳定，在钢板桩顶部力矩应等于零

因此最小入土深度

/m2

/m2

因此/m2

剪力为零的点据支撑点的距离

对最小入土深度（即剪力为0点）取矩

故此工况下钢板桩能够满足要求；

b.工况二

安装好第一道支撑，开挖至标高-1.5，即5.25m深，第二道支撑没有施作。此时钢板桩可看作为在桩顶和第一道支撑处简支，基坑以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，最大支撑反力荷载集度104.82KN/m；作用在第一层围囹和支撑处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

c.工况三

安装好第二道支撑，继续开挖至标高-3m处，即基坑6.75m深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一和第二道支撑处简支，在基底以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，最大支撑反力荷载集度210KN/m；作用在第二层围囹和支撑处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

d.工况四

安装好第二道支撑，清淤（采用灌水后用吸泥机清淤，将淤泥全部清除后换填块石至标高-5米处），之后浇筑封底砼，因灌水后内外压力平衡，故可不计算此工况下钢板桩的受力情况，只要注意在浇筑砼时注意降低围堰内水位标高，保持压力平衡即可；

e.工况五

第一层承台施工完毕，拆模，将承台周边与钢板桩间填入碎石，使第一层承台侧壁作为临时支撑，拆除第二道支撑，围囹保留，此时钢板桩可视为在第一道支撑和第一层承台处简支、在封底顶固结的连续梁；

计算得钢板桩：、，第一层最大反力为227.21KN，作用在第一层支撑及围囹处、第一层支撑最大反力荷载集度为101.21KN/m,作用在第一层围囹处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求；

f.工况六

第二层承台施工完毕，拆模，回填基坑至第一层围囹底，拆除第二层围囹和支撑，此时钢板桩可视为桩顶、第一道支撑和围囹处简支，在承台以下2m处固结的连续梁结构；

计算得钢板桩：、，第一层支撑最大反力荷载集度97.84KN/m作用在第一层围囹处；

则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。

实施例11：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（4）围囹计算：围囹采用双40a工字钢，第二层围囹采用双50a工字钢。脚撑和八道对撑采用直径630mm，壁厚10mm的钢管。因地质情况复杂，为安全起见，按间距3米和4米的简支梁计算围囹受力。

实施例12：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其施工操作方法还具有以下检验和计算步骤：（5）在软弱地基支护施工计中往往要采用钢管和H型钢对钢板桩进行支承的支护形式；

a.钢管支撑

一般采用ф609钢管余料接长，也有采用ф406钢管，其具有支撑刚度大，单根支撑的承载力大，支撑间距较大（最大约10m），但支撑与支撑、支近与围檩的安装和连接麻烦，尺寸不易精确，现场工作量大，施工质量难以保证等缺点；

b.H型钢支撑

它是利用螺栓将H型钢连接，具有组装方便，现场装配简单，根据不同的基坑按设计要求进行组合和连接，可重复使用，在支撑杆件上能安装各种检测仪器进行施工检测；

c.支撑的安装

根据支撑布置图在基坑四周钢板桩上口定出轴线位置；根据设计要求，在钢板桩内壁用墨线弹出围檩轴线标高；由围檩标高弹线，在钢板桩上焊接围檩托架；安装围檩；根据围檩标高在基坑立柱上焊接支承托架；安装短向（横向）水平支撑；安装长向（纵向）水平支撑；在纵、横支撑交叉处及支撑间的空隙处，用夹具固定；在基坑周边围檩与钢板桩间的空隙处，用C20混凝土填充；为了使支撑受力均匀，在挖土前宜先给支撑施加预应力，施加预应力的方法为：

1、用千斤顶在围檩与支撑的交接处加压，在缝隙处塞进钢楔锚固，然后撤去千斤顶；

2、用特制的千斤顶作为支撑的一个部件，安装在各根支撑上，预加荷载后留在支撑上，待挖土结束后，拆除支撑，卸去荷载。

Claims (7)

1.一种使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：其施工工艺包括如下要点：（1）施工准备：（2）测量定位、搭设施工平台（在水中施工）及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装；（3）钢板桩的打插；（4）a.围堰内的抽水、堵漏、清基开挖，b.钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装，c.钢板桩围堰的测量及施工监测；（5）基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理；（6）检验。

2.根据权利要求1所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的首先进行的施工准备：a.要求桩尖高程符合设计计算要求（钢板桩长度值详见钢板桩围堰设计计算书）；b.将钢板桩运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记；c.钢板桩验收时，应具有有关出厂合格证，其机械性能和几何尺寸应符合施工要求；d.锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口检查，检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行；e.当板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开，经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；f.钢板桩采用组桩插打，每隔4～5m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用；组桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能；g.拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接连接成角桩。

3.根据权利要求1或2所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的测量定位、搭设施工平台及定位桩及导梁的设计、制备、定位、安装：a.导框制作：采用型钢(槽钢)作为钢板桩围堰内导梁、导框，并制成围笼；内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm～10cm，以利钢板桩的插打，矩形围笼导梁按设计尺寸直接下料，导梁接头均安排在横撑支点处，接头用夹板螺栓连接；b.导框安装：安装导框前，先进行测量定位；导框安装时先打定位桩或作临时施工平台；导框在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。

4.根据权利要求1或2或3所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的钢板桩的打插：a.打桩选用较轻型桩架，一般锤重宜大于桩重，锤击能量要适当，一般选用震动打桩机打钢板桩；b.在施打钢板桩前，在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位；c.钢板桩采用逐块(组)插打到底或全围堰先插合拢后，再逐块(组)打；d.插打钢板桩时从第一块(组)就要保持平整，几块插好打稳后即与导框固定，然后继续插打，为了使打桩正常进行，设一台吊机来担负吊桩工作；钢板桩起吊后须以人力扶持***前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，***以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，也可以用滑车组强迫插桩，待***一定深度并站立稳定后，方可加以锤击；e.钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打，凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用，不得已时其接头水平位置至少应上下错开2m以上；f.保证钢板桩插打正直顺利合拢的措施是随时纠正歪斜，歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打，纠正无效时,应特制楔形桩合拢；g.钢板桩组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞；组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏(黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1)，以减少插打时的摩阻力，并加强防渗能力。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的围堰内的抽水、堵漏、清基开挖、钢板桩围囹及支撑设计计算、定位、安装及钢板桩围堰的测量及施工监测：应先进行抽水堵漏、支撑施工、清基开挖、基础及墩身施工：钢板桩插打完成并做好加固措施后即可抽水，抽水时检查各点是否顶紧、板桩与导框间木楔是否挤紧，抽水速度不宜过快，要随时观察围堰的变化情况并做出相应处理；当发生锁口渗漏时，用棉絮在内侧嵌塞，同时在漏缝外侧撒大量木屑或谷糠，使其由水流夹带至漏水处自行堵塞；桩脚渗漏时采用在桩脚处填筑土袋的止水方法，若桩脚渗漏是因河床透水引起的，则采用向透水层压注水泥砂浆或采用水下混凝土封底的方法止水。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的基础及墩身施工及监测、围堰内灌水、拆除施工平台及监测及钢板桩拔出、整理：a.钢板桩拔出前，应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊船、吊机、打拔桩机、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点；b.拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油；在运输堆放时，不使碰撞，防止弯曲变形，堆放场地应坚实平整，堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的使用钢板桩做桥梁施工围堰方法，其特征是：所述的检验：检测钢板桩插打和就位质量应符合下列规定：a.合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；b.到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。