铁路桥梁水中墩施工中钢板桩工艺探讨

姚青松

摘 要：随着社会经济的迅速发展，现代化建设的不断完成，运输事业也得到了突飞猛进，从而使我国铁路建设的步伐越来越快，铁路建设的覆盖面越来越宽，遇到的施工问题也越来越多，其中水中墩的施工难度较大，情况较为复杂。而钢板桩工艺在铁路桥梁水中墩施工中得到了很好的应用，并且得到了很好的效果。该研究者就铁路桥梁水中墩施工中钢板桩工艺以及与钢围堰的进行对比探讨，并对其施工中的注意事项做了详细阐述，以供施工企业参考和同行之间交流。

关键词：铁路桥梁 水中墩施工 钢板桩 工艺

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0085-02

在铁路交通运输需求量越来越大的今天，为了进一步促进我国社会经济水平更快发展，我国加大了各项基础铁路建设的投资力度，相继开展了多段铁路建设，扩大了我国铁路网的覆盖范围，促进了铁路运输事业的发展，这就不可避免的需要进行大量的水中桥墩施工。而在铁路建设不断开展的过程中，水中铁路桥梁施工也随之不断增多，施工难度不断增强。然而，钢板桩工艺应运而生，钢板桩是建筑施工中的一项重要的施工材料，在铁路桥梁水中墩的施工过程中，钢板桩的广泛应用，可以利用钢板桩在铁路桥梁水中墩施工中的实际作用和使用情况，以力学模型的形式对钢板桩进行应用设计，从而对钢板桩的抗滑性能和抗倾覆性能进行有效的计算，对其钢板桩应用的影响因素进行全面的分析，严格的控制钢板桩的施工质量，发挥在工程中的重要作用。

1 铁路桥梁水中墩施工概况

1.1 工程概况

某铁路段的桥梁工程全长为476.50m，跨越一条河流，该河流宽为185m，水深 5.6～10.8m，水流平缓，桥址处每年4～9月暴雨较为集中，为汛期，江水的水位变化影响桥梁7～10号水中墩施工。该桥跨越河流为Ⅵ级航道，通航水位为28.13m，通航净高5.6m，净宽2*50m。钻探资料显示，桥位处自上而下地质情况分别为粗圆砾土、卵石土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、弱风化花岗岩。原设计施工方案架设钢便桥作为施工便道，7号、8号、10号墩利用钻孔桩平台及钢板桩围堰施工桩基础及承台，9号墩利用钻孔桩平台及双壁钢围堰围堰施工桩基础及承台。

1.2 水中墩承台施工总体思路及流程

4个水中基础有两种方式施工，成本较高，特别9号墩双壁钢围堰施工周期较长，经相关必选及计算，毅然提出用钢板桩围堰替代双壁钢围堰施工9号墩基础。经评审通过，该大桥水中墩基础采用先桩基后围堰的方法施工，用单排钢板桩围堰隔水进行水中墩的承台。在进行具体的施工之前，为了实现钢板桩的有效应用，施工人员对钢板桩进行受力模型的建立，进行受力分析计算，确定该方案切实可行，围堰结构安全稳定之后，才能保证钢板桩围堰结构的安全稳定，保证铁路桥梁水中墩的施工质量。如图1所示，钢板桩受力模型。

在工程水中墩的施工过程中，钢板桩围堰的施工流程主要是：施工准备一水上平台钻孔桩施工一部分钻孔桩施工平台拆除施打钢板桩一安装围檩及支撑一挖泥一浇筑封底混凝土一承台施工一墩身施工一围堰拆除，具体如图2所示。

2 水中墩施工过程中钢板桩的应用

2.1 钢板桩应用前的准备工作

在进行钢板桩围堰的施工之前，施工企业应该做好充分的准备工作。准备工作主要分为三个部分：（1）通常情况下，钢板桩围堰的施工具有施工规模大以及强度高等特点，而且施工中大多是功率高的大型机械，例如该桥梁工程使用的就是2台50吨的履带吊和2台90千瓦的液压振动锤组，组合成了钢板桩的打桩和拔桩机，在施工过程中的重要机械设施因此，在进行施工之前，要对这些施工机械。进行详细的配备检查，工作人员要及时的进行检查和维修锁扣，并且接长锁扣。（2）在进行锁扣的焊接过程中，要注意焊接强度，要求工作人员要以等强度焊接接头部位，并且要用坚固的夹具夹平钢板桩，以免其在使用过程中变形。值得注意的，是在焊接过程中，要先对焊，再焊接加固，以达到加强强度的效果，确保施工的顺利进行。（3）接长的钢板桩，其相邻的钢板桩的接头位置应该上下错开，距离不得小于2m。（4）在进行测量之前，要对其测量基点和河床进行清理工作，以保证测量的准确性。

2.2 钢板桩的插打

钢板桩的插打施工工艺流程如图3所示，如果钢板桩合龙不成功，则采用异形钢板桩进行合龙。

在进行实际的钢板桩的插打施工的过程中，为了保证钢板桩施工质量，首先应该确定钢板桩沉桩的垂直度和施打钢板桩墙面的平整度，设置打桩的导向架；其次在实现对钢板桩的打入的时候，施工人员采用振动沉桩，在沉桩全过程中，应保证振动锤、夹具、钢板桩在同一垂直轴线上，以减少偏心沉桩，减少沉桩偏位；最后进行钢板桩初打时，确保垂直度，先慢打下沉，垂直度满足要求后，再全功率振动下沉，从而保障钢板桩的插打的施工质量。如图4所示。

另外，在实际的铁路桥梁水中墩施工过程中，还应做好钢板桩的防渗漏工作，采取有效的施工检测方法，保证铁路桥梁水中墩的施工质量，提高铁路桥梁使用的安全性。

2.3 钢板桩的围檩施工

在钢板桩的施工过程中，钢板桩围檩施工也是十分重要的环节。钢板桩围檩施工主要分为三个阶段：（1）在进行钢板桩围堰施工过程中，施工人员需要先在钢板桩的围堰内的地面上，放置铁路桥梁工程中的第2层～第4层的围堰。（2）然后实现对第一层围堰、横撑、角撑和八字撑的安装。（3）安装完成之后，按照设计的钢板桩施工情况，依次进行抽水挖泥。（4）最后实现对第2层至第4层围堰的安装。

2.4 封底混凝土施工以及围堰的拆除施工

水下封底混凝土厚2m，采用集料斗下料，导管采用内径300lllm的无缝钢管。混凝土浇筑临近结束时，全断面测出混凝土面标高，当所有测点经检测达到封底混凝土设计标高后，封底混凝土施工结束。

在承台施工完毕，拆除临时设施，承台验收后往基坑内回填砂或土至要求标高，安装上部施工的支架后，可进行围檩的拆除。回填前应在钢板桩内侧涂刷废机油以减少拔除钢板桩时的摩阻力。在拆除围堰过程中，完成承台施工之后就需要将第二道支撑拆除。如果主墩已经分次浇筑并达到±8.5m标高，那么拆模之后需要向围堰中回填土，达到标高±8.0m；如果主墩柱的身高已经超过了回填土面，采用在便道上支设打桩机，利用打桩机进行振拔钢板桩。

2.5 深水基础中钢板桩围堰的经济性应用

进行深水钢围堰选型时一个最重要的指标是经济性指标。通常情况下，各种深水钢围堰一般均需要进行混凝土封底、在围堰内设置内支撑体系，需要保证一定的人土深度等，但各种钢围堰的结构布置根据各自的结构特点及施工情况有较大差异。深水围堰的费用随平面尺寸的增大而增加，因此围堰平面应贴近承台平面形状并尽可能减小平面尺寸。双壁钢围堰在施工中具有现场焊接工作量大，施工周期长，不可重复利用等特点，在深水基础施工过程中，与双壁钢围堰相比，钢板桩围堰在保证施工质量的同时，有效地减少了平面尺寸，可重复使用，更加经济适用。因此在深水基础的围堰工程中，可以采用钢板桩围堰来代替双壁钢围堰，从而大幅度降低施工成本，以该文所述案例，仅9号墩就就降低成本约300万元。

3 结语

综上所述，铁路桥梁水中墩施工中钢板桩工艺探讨进行分析具有十分重要的意义。近年来，钢板桩工艺已经在我国铁路桥梁工程的施工过程中得到了广泛的应用。实践表明，在具体的施工过程中，严格遵守国家规范，实现的钢板桩有效应用，能够很好提高施工效率，达到更好的施工效果。因此，在施工过程中，要制定科学合理的钢板桩施工计划，加强对钢板桩工艺的研究，推动其发展，发挥钢板桩的重要作用，保证铁路桥梁工程的质量安全。

参考文献

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