大连市振连路工程开发区桥梁工程第三合同段钢板桩围堰典型施工

王洪东（中国铁建港航局集团有限公司大连凌水湾项目部，辽宁 大连 116000）

大连市振连路工程开发区桥梁工程第三合同段钢板桩围堰典型施工

王洪东
（中国铁建港航局集团有限公司大连凌水湾项目部，辽宁 大连 116000）

摘要：大连市振连路工程开发区桥梁工程第三合同段现浇桩基有系梁连接，但系梁施工标高多数位于水面以下，需在桩基周围进行钢板桩围堰的施工，抽水后形成干地环境现浇系梁，同时在钢板桩围堰顶部搭设施工平台进行灌注桩的施工。本次典型施工就是验证在钢板桩围堰用于系梁及桩基施工的难易程度和止水效果。

关键词：系梁；钢板桩；沉桩

1　工程概况

本工程地处黄海近岸海域，位于东经120度58分、北纬38度43分，起于大连市大连湾和尚岛（K7+080），终于大连开发区赤峰街（K10+428.718），其中桥梁总长为2017.004m。典型施工位于第三合同段。第三合同段全长为480m，桥梁起点桩号为K8+430，终点桩号为K8+910。共有64根桩，64根柱，32根系梁，32座盖梁，64片箱梁。桩基采用钻孔灌注桩。其下部结构都属于水上施工。

2　施工方法

2.1施工前准备

2.1.1地质条件与钢板桩围堰的设计。从地质资料上看，46-1和46-2桥梁基础所在区域自上而下土质分为淤泥质土层、粉质粘土层、卵石层和全风化石灰岩。淤泥层厚度为5.5m~6.0m之间，挖泥控制底标高为系梁底标高下50cm。粉质粘土层渗透系数为K=10-8cm/s，可视为不透水层，粉质粘土层顶面标高在-8.62m~ -9.76m之间。

2.1.2钢板桩围堰的受力计算。46#桥墩挖后泥面标高为-5.5，下围囹高-3.0m，对钢板桩的各种性能进行验算：（波高按1m考虑）

（1）板桩内力计算。经分析，钢板桩围堰所受荷栽主要为水平方向的水压力、波浪力、船舶的撞击力；在垂直方向的荷栽主要为平台荷栽。①在水平方向荷栽作用下钢板桩抗弯强度验算。下层钢围檩以下钢板桩所承受的水压力受力简图如下（参考《水力学》）：可导出公式w＞M×k÷f÷n÷10-3=911.46cm3。卢森堡PU16钢板桩截面模量为1600cm3>911.46cm3，故可选择此种型号钢板桩。②在平台垂直荷载作用下轴向受压时钢板桩抗弯强度验算，考虑在钢板桩顶面搭设施工平台，对钢板桩在平台荷载下的抗弯性能进行验算：Pcr=3561kN＞95.85kN，因此，在平台垂直荷载作用下钢板桩的抗弯稳定性满足要求。（2）钢板桩整体稳定性验算。钢板桩围堰的抗倾稳定性以稳定力矩与倾覆力矩的比值Kq来表示（参考<<建筑施工简易计算>>）：计算得出可以抵抗的最大弯矩为：M=w×n×10-3×f÷k=1600×1× 10-3×215÷1.35=254.8kN·m。此段钢板桩可承受的最大荷载值为：q板=3×M÷ （0.5×l3）=3×254.8÷（0.5×2.53）=97.87kN。（3）下层围囹型钢选择。查<<热轧槽钢规格表>>得[36a槽钢截面系数为659.7cm3，采用两根[36a槽钢可满足要求。（4）上层围囹型钢选择。考虑钢围堰上方搭设的施工平台荷载，故选用两根[20槽钢。（5）下层钢支撑计算。由于钢支撑于钢围囹相连，处于同一标高，因此钢支撑所受的轴相压力等于与之相连的钢围囹所受的水压力。（6）上层钢支撑选型。上层钢支撑所选用型钢型号与钢围囹型钢型号相同，选用[20槽钢。

2.1.3钢板桩的清理与筛选。在所运来的钢板桩要逐一筛选，特别是在现场不具备调直的情况下，要尽可能的选择那些比较平直的钢板桩，挑选出来以后要逐一对长度进行登记，并清除锁口里的杂物。

2.1.4钢板桩止水材料的配制。止水材料的配制：止水材料由沥青，黄甘油，滑石粉，细锯末等四种材料组成。每千克止水材料中沥青含量为19%、黄甘油含量为29%、滑石粉含量为47%、细锯末含量为5%。

2.1.5导向架及支撑钢管的制作。钢管桩导向架的加工：本次典型功共需要加工16根直径为219mm壁厚为10mm的钢管桩并焊接马腿作为导向架支撑，钢管长度均为14m，在装船前要焊接桩头以便震动锤进行沉桩。

2.1.6震动锤的选型。选择打桩锤时，主要确定打桩时所需的激振力、必要振幅即可。振动锤的选择要求：我们选用DJZ-90型，锤重7.3t，其激振力分别为57.7t、54.2t、40.5t；相对应的振幅为9.0mm、7.2mm、5.4mm。

2.2钢板桩围堰施工

2.2.1导向架施工。在施打钢板桩前，要进行钢管桩和导向架的施工，尤其是内侧用于支撑导向架的6根钢管桩的位置一定要尽量准确，否则将会直接影响到平台的尺寸和将来拐角桩的施打。本次施工采用GPS海上定位。

2.2.2钢板桩施打。按照原方案的设计钢板桩要打到粉质粘土层1m，以起到止水的作用，但是在钢板桩施打的过程中不可避免的要涉及到钢板桩下沉的问题。在施打时，有时第二根会带动前一根下降1m之多。

2.3围堰内抽水及内支撑施工。钢板桩完毕之后可以乘低潮进行上面一层[20支撑的施工工作，随后可以进行围堰的试验性抽水施工。钢板桩抽水采用2台6寸泵进行作业，钢板桩围堰内水量约为630m3，6寸泵作业效率按260m3/h计，抽水时间约为1.5h。

3　钢板桩施工常见问题及处理

由于海底地质结构复杂，钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决：（1）钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m~2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。（2）板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。（3）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。

结语

经过此次典型施工证明，钢板桩围堰的止水效果完全符合要求，其承载力完全可以满足2台钻机的需要。

参考文献

[1]魏爱军.钢板桩围堰施工技术[J].北方交通，2008（01）.

[2]曹先.浅谈关于钢板桩围堰封底施工技术[J].中国水运（下半月），2010（01）.

中图分类号：U44

文献标识码：A