铁路桥梁水中墩钢板桩围堰施工工艺分析

蒋济兵

摘 要：近年来我国越来越重视铁路行业的发展，铁路工程项目数量和规模不断扩大，在这种情况下，在铁路桥梁水中墩钢施工中，钢板桩围堰施工技术应用十分广泛，而且取得了较好的成效。由于钢桩桩围堰施工技术十分复杂，而且具有较强的繁琐性，这也对其施工质量有了较高的要求。因此在铁路桥梁水中墩钢施工过程中，需要掌握钢板桩围堰施工工艺要点，确保整个工程项目质量的提高。

关键词：桥梁；墩钢板桩；围堰技术

中图分类号：U448 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）13-0108-03

Abstract： In recent years， more and more attention has been paid to the development of railway industry， and the number and scale of railway engineering projects have been expanding. In this case， steel plate pile cofferdam construction technology is widely used in the construction of steel piers in the water of railway bridges and has achieved good results. Because the construction technology of steel pile cofferdam is very complex， and has strong red tape， this also has higher requirements to its construction quality. Therefore， in the construction of steel piers in the water of railway bridges， it is necessary to master the key points of steel plate pile cofferdam construction to ensure the improvement of the quality of the whole project.

Keywords： bridge； pier steel pile； cofferdam technology

在铁路桥梁基础施工过程中，桥梁水中墩钢板桩围堰施工作为其中重要的组成部分，其施工质量会对整体桥梁的质量带来直接影响。因此在实际施工过程中，需要掌握钢板桩围堰施工工艺要点，并对每一个施工环节的质量进行有效把控，通过科学的施工和质量管理，以此来确保铁路桥梁工程的质量，更好的提高我国铁路桥梁建设的水平。

1 钢板桩围堰施工技术的优势

1.1 钢板桩围堰施工工艺的速度快

在钢板桩围堰施工中，由于采用的是振动打桩法，使钢板桩打入速度较快，在较短时间内就能够完成钢板桩围堰施工。相较于现场浮沉和沉箱施工技术，利用钢板桩围堰法有效的实现施工时间的节约，全面提高施工效率。

1.2 钢板桩围堰比较安全可靠

钢板桩产品十分成熟，无论是截面强度和刚度都较大，利用内支撑来加强整体强度。同时采用统一的钢板桩截面，检算方法十分简单。在施工过程中，能够根据现场地质水文情况来快速实现内支撑形式的设计，并对其安全性能进行检算。而且还能够根据具体的观测情况来随时对内支撑结构进行增强，以此来保证钢板桩围堰施工的安全性。相较于钢套箱围堰这种整体的广场，同时还要涉及到其他结构，计算具有复杂性，一旦施工条件发生变化，需要重新进行设计，基于这种对比来看，钢板桩围堰施工技术具有较强的优势，而且围堰设计更具安全性和可靠性。

1.3 钢板桩施工成本相对较低

在具体施工过程中，应用钢板桩围堰施工技术时，施工单位通常会采用租赁的方式，这样可以有效的减少资金的投入量。基于钢板桩自身抗弯模量和刚度都较大的情况，同时支撑能够周转使用，因此在施工过程中需要支撑的结构相对较少。通过采用履带吊和振动锤来对钢板桩施工，所需施工设备不多，而且这些设备还能够在其他钢管桩和支架等项目中进行应用，设备利用率较高。在钢板桩围堰施工中，由于施工工艺相对简单，单个构件体积和重量不大，不需要较多的施工人员，施工成本相对较低。

2 钢板桩围堰施工的施工工艺

2.1 施工准备

通常情况下钢板桩在工厂内完成加工制作，运至现场后，需要对其进行详细检查、丈量、分类和编号，并重点对锁口进行检查，将黄油涂抹在锁口处，这样在插打过程中可以有效的减少摩阻力，同时增强其防渗性能。针对于存在弯曲、破损和锁口不合的钢板桩，要采用冷弯、热敲、焊补、接长等方法进行整修。

2.2 测量定位、插打定位桩、布设导向框架

通过准确进行测量定位，将定位的钢管桩打下到钢板桩围堰的四角，并将牛腿设置在钢管桩上，同時进行导向框的布设。

2.3 钢板桩插打

在钢板桩具体插打施工开始之前，需要在导向框内对每一片钢板桩的位置进行精确标注，并在某一段中间一片钢板桩位置两侧进行角钢的焊接，以此来作为小导向，避免钢板桩出现左右移位的问题。打下过程需要在仪器监控下进行。由于中间一片钢板桩作为两侧钢板桩的重要依托，因此在插打时需要确保其具有较好的垂直性，并基于两侧对称的原则，将若干片钢板桩打入，打下足够多的钢板桩，在达到较好的稳定性情况下，则可以从一边连续插打钢板桩。当吊起钢板桩后，要利用人力对其进行扶持，将其插入到前一块钢板桩的锁口内，整个过程中动作要保持缓慢，避免对锁口造成损坏。待插入后，可以稍微松下吊绳，使桩利用自身的重量滑入。对于插入困难时，则可以利用滑车组强迫插桩，避免拉力过大情况发生，当插入一定深度后且达到较好稳定后，才能对其进行锤击。在具体对钢板桩插打过程中，钢板桩锁口与锁口之间存在较大的缝隙，这样在下端土挤压作用下，钢板桩与相邻已插钢板桩之间的方向容易发生倾斜，因此在实际施工过程中，需要随时对其垂直度进行测量，并对钢板桩的倾斜度进行有效控制。对于存在偏移的情况，可以利用倒链纠偏，但一次纠偏不宜过多，需要通过反复多次纠偏来减少偏移量。对于倒链纠偏拉不动的情况下，则需要利用滑轮组来进行纠偏。

2.4 钢板桩围堰的内支撑设置

对于主墩承台的钢板桩围堰，需要经过具体的验算来确定设置水平内支撑的数量和标高。对于内支撑设置时间，也需要根据实际施工情况，通过受力验算来确定具体的设置时间。如果需要设置4道水平内支撑且分次设置的情况下，需要在钢板桩围堰合成后，立即进行顶层内支撑的设置，这样对于提高钢板桩围堰抽水过程中整体受力效应具有非常重要的作用。由于在钢板桩围堰抽水过程中，板桩需要承受来自于内侧和外侧的压力差，为确保施工的安全，当抽水至第二层内支撑标高时，则需要保证第二层内支撑设置完成。第三层内支撑宜在抽水至第三层内支撑标高后，同时水下封底砼达到设计强度，这种情况下进行第三层内支撑设置。当抽水至承台顶部时，则设置第四层内支撑，设置完成后则可以进行下道工序的施工。在内支撑设置时，需要按照测定的标高在钢板桩围堰内壁焊接内支撑圈梁的三角支撑。对圈梁进行起吊和水平安放，做好连接固定工作，利用铁块或是硬木垫塞满梁与板桩之间的空隙。水平支撑安装时吊车与人工要良好配合，并对水平支撑和圈梁进行焊接固定，构成平面桁架结构。当内支撑设置完成后，对基坑进行抽水作业，利用挖机开挖至承台底，并对基坑内的渗水量和钢板桩变形情况进行检查，在情况正常状态下，则对基坑进行封底。在封底混凝土浇筑作业时，确保浇筑的连续性，而且避免接缝产生，封底混凝土浇筑施工要一次性完成。

2.5 钢板桩围堰合拢

在对钢板板围堰合拢过程中，合拢处的两片钢板桩要保持一高一低。利用滑车组在处理合拢时上小下大的问题，确保合拢桩两边距离与钢板桩宽度相等。待接近平行状态时，则插入合拢桩，并打入到设计标高。

2.6 基坑回填及内支撑拆除

待承台和墩身混凝土施工完成后，则可以进行墩身模板拆除工作，同时对基坑进行回填，拆除钢板桩围岩内支撑。当基坑积水抽干后，围绕墩身周围进行回填，在回填作业时要与拆除内支撑交替进行施工。在拆除内支撑时，先用人工清理支撑回填土，利用乙炔对斜撑与围檩连接部位进行割开，利用履带车将斜撑吊出，然后利用乙炔将围檩之间及围檩与钢板桩之间的连续逐一割开，并吊出。再继续进行填土至围檩内支撑高程，并拆除该道内支撑，如此作业直接施工完成。

2.7 围堰拆除

围堰拆除时应由下游开始，由堰顶至堰底，背水面至迎水面，逐步拆除。用挖泥船将土方装上运泥驳外运到指定抛泥场抛弃处理，防止对水面环境的污染。拆除钢板桩时，应先将钢丝绳割断，槽钢横档割下后，在下游找一组或一块较易拔除的钢板桩，选用60t以上的打捞船将起重钢丝绳套住钢板桩顶部向下2m位置，然后利用起重卷扬机适当收紧，接着用船头压载仓的水翻到船尾压载仓，使扣住钢板桩的钢丝绳受力，当起重钢丝绳受到额定受力时，停止翻水，等一段时间，钢板桩出现上移松动后，便可轻松拔出。打捞船拔松钢板桩后，由可转向的钢丝绳挖泥船将钢板桩完全拔出，清洗干净后按序吊装上运输船外运。对于个别钢板桩打捞船无法拔出或拔断，可先用挖泥船将钢板桩四周的泥掏空，然后再拔或由潜水员潜水套钢丝绳后再拔。

2.8 围堰监测

利用全站仪定期对钢板桩顶进行检测，并利用测试仪表进行数据采集，实现对桩顶水平位移和桩身变形的有效监测。在围堰支撑施工过程中，会在内支撑顶部安装钢弦应变计，利用综合测试仪来对其应变进行测读，针对钢材本构关系来对其支撑应力进行换算，并对支撑轴力进行具体计算，从而完成对钢板桩自身内力的监测。另外，还要对腰梁、对撑应力和水痊等情况进行有效监测，以此来确保施工的安全性。

3 铁路桥梁水中墩钢板桩围堰施工质量控制

在钢板桩施工质量控制过程中，需要重视打桩过程，即要对打桩的力气进行控制，同时做好桩帽安装工作，以此来避免敲击时破坏桩顶的情况。在钢板桩插找时，要随时检测垂直度，一旦垂直度出现偏差时，则要进行修正。即在实际敲打过程中，当打下深度规定要求的一半距离时，则对垂直度进行检测，及时发现偏斜的问题，并拨出桩体重新插入。在具体围堰施工过程中，一旦围堰外围水位低于里面水位时，则需要抽出围堰内的水，抽出后對其进行封闭，在抽水过程中要及时封堵钢板桩漏水的部位，从而使围堰内围和外围水位保持平衡关系，确保施工的安全。

4 结束语

在铁路桥梁水中墩施工过程中，利用钢板桩围堰施工技术，不仅有利于加快施工进度，而且能够有效的降低施工成本。钢板桩围堰施工技术具有安全、快捷、环保和造价低的特点，而且能够多次重复使用，有利于实现资源的节约，因此在当前实际铁路工程项目中通过应用钢板桩围堰施工落后地技术，在确保工程质量的同时，还与可持续发展要求相符，有利于全面提升铁路桥梁水中墩的施工技术水平，更好的推动铁路建设事业的健康、持续发展。

参考文献：

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