钢板桩围堰在保丰碶闸站工程中的应用

徐 浩，史荣庆

(1．宁波市三江河道管理局，浙江?宁波?315020；2．杭州亚太建设监理咨询有限公司，浙江?杭州?310012)



钢板桩围堰在保丰碶闸站工程中的应用

徐 浩1，史荣庆2

(1．宁波市三江河道管理局，浙江?宁波?315020；2．杭州亚太建设监理咨询有限公司，浙江?杭州?310012)

以保丰碶闸站工程姚江侧钢板桩围堰为例，介绍了钢板桩围堰在实际应用过程中的围堰设计、施工工艺流程、存在的问题及处理方法，可供相关工程施工借鉴和参考。图1幅。

钢板桩围堰；设计；施工工艺；问题；处理

1 工程概况

保丰碶闸站工程位于浙江省宁波市永丰桥北侧北斗河出口，是鄞西平原护城河～北斗河排水系统的重要出口之一，担负着排除海曙中心城区涝水的重任，被列入为2014年宁波市应急防汛治涝项目(甬政发[2013]116号)。闸站设3孔5 m排涝闸，布置于北斗河左岸，右岸布置泵站厂房，共设3台机组。配电房、管理用房布置于右岸绿地。

本工程姚江侧围堰轴线在现状岸线外推约15～25 m，围堰总长约126 m。姚江侧围堰区地质条件较差，为厚层淤泥、淤泥质粘土，呈流塑或软塑状态，中等～高压缩性，土层物理力学性质极差。

2 围堰设计

2.1 围堰型式选择

本工程围堰型式选择遵循原则如下：一是结构安全、防渗、防潮均满足规范要求，选择安全系数较高的堤型。二是满足场内泵闸的施工条件，少占用外江水域面积。三是施工技术简单，拆除方便。

根据工程特性，选择土石围堰、钢板桩围堰进行比较：

(1)土石围堰。优点是工序成熟可靠，施工难度低，拆除方便、快捷，且废料利用率高。缺点是断面土石方量大，会占用较多的外江水域断面面积，且施工缓慢，需分层填压并需要控制堆载时间。

(2)钢板桩围堰。优点是断面小、占地少，给基坑施工留出的空间大，较少占用外江水域断面面积，打设、拔除施工方便、快捷。缺点是投资费用大，施工技术要求高。

由于本工程区域外江为姚江，承担着重要的排涝任务，因此土石围堰占用了较多外江过水断面面积，对排涝不利。为保证排涝通畅和安全，并加快应急工程施工速度，采用了钢板桩围堰型式。

2.2 围堰设计标准

本工程外江侧围堰采用5年一遇高潮位2.70 m。考虑到波浪高度及安全加高，围堰外排钢板桩桩顶高程取3.50 m，围堰填土高程取2.90 m，内排钢板桩顶高程为1.90 m，双排桩间距5 m，两排钢板桩中间每1.8 m设50 mm拉杆1道，并在外侧抛石镇压层宽5 m，顶高-1.00 m，内侧抛石镇压层宽5 m，顶高-0.50 m。

2.3 钢板桩选择

根据围堰尺寸要求和平面布置设计方案，姚江侧围堰选用了拉尔森Ⅳ型钢板桩，截面尺寸为宽400 mm×高170 mm×厚15.5 mm，单位净重为76.1 kg/m，截面二次力矩38 600 cm4/m，截面系数2 270 cm3/m，钢板桩长度为15 m(见图1)。

图1 围堰基坑剖面

3 施工工艺流程

3.1 施工准备

施工准备工作包括钢板桩的运输、检查、保养等。由于本工程处于宁波市市区，陆路交通运输较为困难，实际采用船运钢板桩至现场，然后对钢板桩进行检查、校正和调整，确保钢板桩质量。

在钢板桩施打前，钢板桩两侧锁口均需要涂满黄油，以减少插打时的摩阻力，同时在不插套的锁口下端打入硬木楔，防止钢板桩沉入时泥砂堵塞锁口、偏位等现象的发生。

3.2 施工机械选择

根据保丰碶闸站工程现场地形地貌及实际施工情况综合考虑，选择了160 t平板驳配合履带挖机液压振动锤、运输船进行钢板桩定位插打工作，打桩机械手型号为PC450履带式挖机液压振动锤。

3.3 测量定位

用全站仪先测出围堰的2个转角点，插放型钢作为定位系，打桩时拉线定位。为防止板桩累计偏差，打桩从中间部位开始，向两端头开展。

为保证钢板桩插打的位置准确，首先设置定位桩，定位桩采用6根20 m H400型钢前后翻打，打入深度为10 m。施打前先在场内加工制作，现场拼装尺寸固定的导向梁，按围堰定位边线适当位置插打24～30 m钢管做立柱，将导向梁架设在立柱上面。导向梁采用32b型钢制作，具有一定竖向和侧向刚度，保证施打时不变形，正确导向。

3.4 施打作业

钢板桩施打作业主要采用160 t平板驳配合履带挖机液压振动锤。插打顺序从围堰中间开始逐渐向两侧延伸，插打时必须严格控制好钢板桩的垂直度，第一根桩打入时尤其重要，是整个钢板桩的标杆，必须保证定位准确、双向垂直度符合要求。第一根桩打设完毕后，顺着事先固定好的导梁依次插打其余钢板桩至设计标高。钢板桩插打时，采用全站仪进行跟踪测量检查，发现偏位等情况，应及时采取措施予以调整，必要时可拔除重打。

钢板桩插打完成后，利用姚江小潮时机，及时安装2层拉杆，以保证钢板桩的整体稳定性。

3.5 围堰填筑

上下游2层钢板桩插打完成、拉杆安装完毕后，开始填筑围堰土体。按照设计要求，在下游钢板桩内侧铺设土工膜1层，但因钢板桩内拉杆较多，难以铺设，故直接采用粘土回填内部土体，并逐渐形成围堰。

4 存在问题及处理

4.1 存在问题及原因分析

在围堰投入使用后，发现围堰局部变形较大，甚至威胁围堰的安全，直接影响了基坑内钻孔灌注桩正常施工。经分析，主要有以下原因：

(1)原围堰设计采用18 m长钢板桩，但因插打施工设备不能满足，而改为了15 m长钢板桩。

(2)原围堰设计外排钢板桩下游、内排钢板桩下游均填筑抛石镇压层，以保护钢板桩，但因基坑内抛石影响基坑开挖和钻孔灌注桩施工、外部抛石影响姚江航道等原因，实际施工时取消了该抛石镇压层防护。

(3)上下游两道钢板桩内部拉杆强度不足、数量不够，造成钢板桩围堰自身整体稳定性不足。

4.2 处理方法

(1)对局部变形较大的钢板桩进行返工重打，以保持围堰外部尺寸符合设计要求。

(2)在外排钢板桩外侧和内排钢板桩内侧及紧靠围檩处对称打设钢管桩，钢管桩直径600 mm，长度不小于25 m，间距在5 m左右；钢管桩打设完成后采用钢丝绳对拉紧固，并与钢板桩围檩形成一个整体。

(3)根据实际潮水情况，在保证围堰安全的前提下，尽可能降低围堰高度。

4.3 处理效果

经过上述加固处理措施后，钢板桩围堰基本未发生较大变形，整体稳定性也较好，威胁基坑内正常施工的情形没有再次发生，从而确保了工程施工顺利进行。

5 结 语

钢板桩围堰方案具有工期短、占地空间小等优点，较适应于水较深、土质为软基的地基施工，与其他围堰施工相比，钢板桩围堰具有速度快、一次性投入费用低、安全性较高等优点。

本工程利用钢板桩围堰施工历时6个月，期间虽然发生了一些问题，但经处理后围堰能满足工程需要，为水下部分工程施工创造了无水条件，实际效果表明采用钢板桩围堰方案是切实可行的。

责任编辑 吴 昊

2015-05-19

徐 浩(1984-)，男，工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。