钢板桩承台施工技术

摘要结合京石二通道高速公路的施工实践，介绍钢板桩围堰在砂砾地层深基坑承台中的应用，可供类似工程参考。

关键词钢板桩、承台

中图分类号：TU74文献标识码： A

1工程概述

大石河桥主桥为（53+92+51）m三跨预应力混凝土变截面连续刚构桥，设计为双向六车道，桥梁全宽35.5米，下部结构采用钢筋混凝土双薄壁墩矩形实体墩，薄壁墩墩身厚1.2米，宽度8米，其下为矩形承台，承台尺寸为10.5*10.5*3m，承台下接9Φ1.5m钻孔灌注桩基础。其中3#、4#墩为主桥桥墩，位于地势较低且有水覆盖的河床范围内，其平面位置距两侧河床平台14m～36m，桥位处水深6m，其地质结构为卵石层。

2施工方案及施工流程

考虑到3#、4#墩位于河床范围内，围堰顶面距承台底开挖高约11m、墩位处水深6m及深基坑开挖过程中存在渗水量大的实际情况，通过比较，决定采取围堰筑岛进行桩基施工，然后在围堰上采用钢板桩进行深基坑承台施工。其施工流程为：围堰筑岛钻孔桩施工钢板桩插打逐层开挖基坑逐层安装内支撑围囹混凝土封底（围堰止水）清淤排水承台砼施工薄壁墩施工回填砂砾拆除内支撑拔出钢板桩。

3围堰筑岛

施工时，首先从岸边采用推土机配合分别往3#、4#墩位置进行倾填，施工时应注意先在两侧填筑山皮石堵水，然后再在对围堰进行填心，但不能使石头侵入承台中影响旋挖钻桩基及钢板桩承台施工。围堰筑岛完成后，立即进行孔桩施工。

4钢板桩围堰施工

4.1围堰结构

孔桩施工完毕后，经清理后即可进行钢板桩围堰施工。钢板桩围堰平面尺寸为12.8m×12.8m，型号为：日本拉森Ⅳ型400×155mm钢板桩，单根钢板桩长为15m，内支撑采用双拼H500×200型钢。考虑施工方便，钢板桩围堰比承台四周扩大1米，为了确保钢板桩能够顺利施工，施工前采用工字钢进行了试桩。

4.2 钢板桩插打

在放线定位安装导向装置后即可打桩，吊桩时应起吊在桩的1/4位置，定位正确后先开小振幅，根据土质调整振幅。钢板桩插打利用履带式吊车作为起吊设备，配合DZ90振动锤的施工方法逐片插打。

1）钢板桩插打之前，安装第一道支撑圈梁,作为钢板桩插打时的导向架（如下图），以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度；插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，用锤球进行观测相互垂直的两个方向，亦可用全站仪对方向加以控制，以确保钢板桩插正、插直；

导向架示意图图4.3-1

2）每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；

3）钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接；

4）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。

5）为了减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏，在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏。对于年久失修，锁口变形，锈蚀严重的钢板桩，应进行整修矫正，弯曲变形的桩，可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。

4.4钢板桩合拢

钢板桩打入的顺序由四周边线中点处依次向4个角合拢。在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板桩如何插打。为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低，应选择在角桩附近（一般离角桩4～5片）调整合拢边相邻一边离导向架的距离。

4.5钢板桩插打时常见问题及处理

由于河床地质结构复杂，如常遇到一些难题，可采用如下几点办法解决:

1）打桩过程中有时遇上大的孤石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。如仍有部分钢板桩遇到孤石而无法绕开的时候，采用旋挖钻引孔来进行施工。

2）钢板桩在软泥质地段挤进过程中受到泥中块石或其它不明障碍物等发生偏斜时，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，可使大的块石等障碍物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。

3）施工中如发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在当前施工打桩的连接锁口上涂以黄油等济减少阻力。

4.6承台基坑开挖

钢板桩插打完成后，采用普通挖机进行第一层基坑开挖，开挖深度为钢板桩顶面以下1.3m，安装第一道围囹支撑，然后采用开挖长臂挖机分别开挖至第二道、第三道围囹支撑高度，安装第二道、第三道围囹支撑；待全部内支撑安装完成后，采用已吊入基坑的小型挖机挖至封底砼设计底标高。在取土过程中及时测量坑底标高，逐步分层开挖，逐步降一层水，不得冒进超挖，基坑中如存在水，则应采用低扬程大流量抽水设备排水。

4.7钢板桩围堰支护

钢板桩围堰根据埋深共设置三道内支撑，第一、第二道围囹、斜支撑均采用双拼H500×200型钢，第三道围囹采用三拼 H500×200型钢，斜支撑采用双拼H500×200型钢；

4.8围堰内止水及排水

1）钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水作用。

2）抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。抽水同时可在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，如仍不能堵水，可开挖出漏水处然后回填处理；在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。

3）钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。在承台四角挖集水坑，周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。

4.9钢板桩围堰支护

承台基坑开挖完毕后，应立即对围堰底部进行封底混凝土灌注，为加快硬化凝结时间，封底砼标号采用C50。钢板桩围堰的砼封底，根据现场实际情况，备选水下封底和干灌混凝土封底两种施工方案，若地质淤泥层厚或钢板桩长不足够长，围堰清淤至基底时，易造成基底隆起、管涌时，水无法抽干时，则采用水下混凝土封底法施工；若基坑清除至设计基底标高时，基坑能抽干，不发生基底隆起、管涌时，可进行干灌混凝土封底，本桥由于止水效果较好，采用泵车直接进行封底。

5承台回填及钢板桩拔桩

围堰封底混凝土浇筑完毕硬化后，即可按常规进行承台及墩柱施工，待墩柱施工出水面后，分层回填天然砂砾，分层拆除内支撑至水面顶，然后采用打拔桩机分块拔除钢板桩。

6结语

钢板桩围堰具有施工进度快、更安全、占地空间小等优点,同时在基底土质良好的条件下可实现“干法施工”，尤其对软土深基坑施工具有较强的优势，但由于钢板桩在比较致密的卵石地段施工较慢，尤其碰见大漂石时处理较费劲，宜经过技术经济方案比较、现场试验后方可决定。