桥梁深基坑钢板桩防护施工

桥梁深基坑钢板桩防护施工

【摘要】结合沈丹客运专线跨沈本2#特大桥深基坑钢板桩的施工实例，介绍了钢板桩的施工方法、施工工艺及质量保证的措施及取得的效果，并给出了几点思考，为类似深基坑钢板桩防护施工提供参考。

【关键词】客运专线;深基坑;钢板桩;施工

0.引言

随着全国各客运专线及高速铁路的快速建设，各客运专线特大桥也将拔地而起，桥梁基础开始大面积施工，而其在基础的施工过程中也遇到了诸多问题，这些铁路线路多经过河流、灌溉渠、低洼水塘等环境，在施工中这些地段多为深水基坑，常采用钢板桩围堰防护，下面就简单介绍一下桥梁工程深基坑钢板桩防护施工工艺，供广大技术人员参考借鉴。

1.工程概况

该桥主墩承台结构尺寸为18.6×18.6×3.5m+14×11.5×3m两级台阶的结构型式，开挖深度为8.5m，属于深基坑开挖施工。由于该承台基础开挖较深且距离现有公路较近，再结合此桥的地下水位、土质参数及周围环境等相关情况，经过分析基坑采用21×21m的Ⅳ型拉森钢板桩进行防护，因为钢板桩支护具有工期短、工艺简单、较少占用空间、安全、施工风险易于控制等诸多优势。钢板桩长12米，基础嵌入到细角砾土中。内部使用两道双拼36A工字钢作围囹和θ500×10mm钢管做斜撑和对撑。如下图所示：

图 1-1 基坑钢板桩俯视图 图1-2 钢板桩的钢管对撑

2.施工工艺流程

2.1施工前准备

施工前首先进行施工放样，确定施工场地，清理地表土至设计高程，换填压实使其具备施工条件。然后对吊车、振动锤等机械设备进行检查，备足各种施工所需的材料。此外因钢板桩可重复使用,对于旧的钢板桩,施工前应进行整修,纠正几何偏差及按设计长度截取或拼接，保证进行正常施工。

2.2 施打钢板桩

钢板桩的施工工艺流程为:吊起振动锤→安装锤夹器→同时吊起钢板→夹住钢板→吊动钢板对中调校垂直、周正→开动振动锤缓慢振动钢板入土→至设计深度→振动锤移位。

通过上述工序循环将带锁口的拉森钢板桩按设计位置打入土中,使之在基坑四边封闭合拢,并保证板桩的垂直和抗渗质量。

施工时采用50T汽车吊配合DZ90型振动锤将钢板桩逐根振动打入至设计深度。确保插打第一根钢板桩的垂直度。第一根钢板桩以导梁为定位、垂直插打至设计标高,插打过程中仔细校正钢板桩位且确保垂直。其余各钢板桩,则以已插好的钢板桩为准,起吊后人工扶持插入前一根钢板桩锁口,然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一根或几根后,将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中,用锤球始终控制每片桩的垂直度,及时采用千斤顶、木楔、导链等进行调整。插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合拢”的施工要点。

图2-1正在施打钢板桩

在钢板桩施工中插打和就位质量应符合下列规定：合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；到达设计高程后的倾斜度不应大于1%；打钢板桩过程中，当导向设备失效，钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩为10cm。应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。

施打过程中注意事项：①在正式打桩前一般要先清除地下障碍物和试桩,以掌握各项参数是否正常，方便以后的施打和方案的调整;②插打前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，组拼桩时用油灰和棉花捻缝，以防漏水；③正式打桩时从夹角的位置开始打入;④插打钢板桩必须备有可靠的导向设备，以保证钢板桩的正确位置。

2.3基坑开挖

本工程中为了加快施工速度,采用基坑里挖土机配合基坑外长臂挖土机的土方挖运和边

挖边撑的方案。如下图所示：

图2-2 基坑里和基坑外的挖土机正在配合开挖

第一次先开挖2.0m，施打钢板桩后，第二次开挖3.5m，做完第一道围囹后，再开挖3m，总开挖深度不小于8.5m，机械开挖至距设计高程25cm,吊出挖土机并改用人工清理至设计高程,并排除少量的基坑渗透水。每完成一定的工作面后应及时浇筑混凝土垫层，进行混凝土封底,以保护基础面。

2.4钢板桩内支撑

在钢板桩围堰合拢后，设置内支撑，本工程围囹支撑上下共设置两道。两

道围囹均为双拼36A工字钢,水平设置对撑，四个角设置两道三角形斜撑均采用θ500×10mm钢管，内支撑的安装由上往下，一边开挖，一边安装。

基坑支撑的顺序如下：加入第一层导梁→进行第一层支撑→开挖至第二层内支撑标高下0.5米处→加入第二层导梁→进行第二层支撑→再开挖至设计标高→抽水吸泥至基坑底。

施工过程中注意事项：①焊接时应沿横向焊接工字钢。焊接要牢固,以集中传递钢板桩的土压力。②支撑制作完成后用硬木楔塞紧或用型钢焊接钢板桩与围框之间的间隙围囹的四个角更应加强。施工中各斜撑平面位置采用坐标定位,误差控制在5cm之内。③控制好每道围囹的高程，防止影响承台施工。

在施工支撑及承台的过程中，对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：①钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。②基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而须要进行二次封底。

2.5基坑内排水

由于钢板桩的锁口之间连接不紧密，围堰通常会漏水，因此在抽水过程中，通常采用细麻丝、棉条等材料，在钢板桩内侧嵌塞、塞紧，或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入，随水流至漏缝处自行堵塞，必要时可外部堵漏。钢板桩围堰会有少量渗水流入基坑，在基坑一角深挖，渗水流入该角，利用抽水机进行排水，其排水量应大于围堰内渗水量的1.5-2倍，抽完围堰内水，要留有1～2台抽水机备用。

2.6混凝土封底

视开挖土质情况确定垫层厚度或确定是否进行水下封底，此基坑底为粘土层，进行水下混凝土封底，封底厚度为20～30cm，混凝土为桩基C20混凝土，采用汽车泵进行封底施工。

2.7钢板桩拔除及土方回填

承台砼施工完成后待砼养护28天达到设计强度后拆除钢板桩。拔除钢板桩前,要仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间以及土孔处理。否则,由于拔桩的振动影响,以及拔桩带土过多引起的地面沉降和位移,会给已施工的结构带来危害,并影响临近公路的安全。设法减少拔桩带土十分重要,本工程中,由于板桩与承台砼间已用砂砾料回填,拔桩时会随桩的振动拔出而填实桩孔,故只需加填预计会坍落的砂砾料方量,待钢板桩全部拔除后,其余部分可用土方回填压实。

拔桩时采用打桩时用的振动锤拔桩。先将板桩锁口振活以减少粘附,然后边

振边拔。为有利于砂砾料塌落回填拔桩后的土孔,每拔离一段距离,暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让桩孔填实。

3. 结束语

本基坑支护方案针对工程的具体特点而采取了适宜的构造, 在场地较狭窄的情况下实现了机械化施工和钢板桩全部回收, 确保了工程的顺利实施和保护邻近公路的安全保证了施工工期，达到了安全、快速的效果，同时节约了成本，减少了浪费，科学环保，效果明显。

参考文献 [1]《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》[S].铁道部经济规划研究院.2005.

[2]《深基坑支护工程实例》[M].北京.中国建筑工业出版社.

[3] 张明轩.《钢板桩支护的设计和施工技术》[J]. 广西土木建筑, 2008.

[4] 许开成,袁志华. 《钢板桩在基坑支护中的应用》[J]. 江西建材, 2008.

[5] 邹俊峰. 《钢板桩深基坑支护的应用》[J]. 广东水利水电, 2007.

[6]《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》[S].中华人民共和国行业标准铁路建设［2005］160号