钢板桩围堰施工图解及经典实例附图丰富（含计算 结构设计） 249页

2021-2-19 0 内容 • 钢板桩施工综述 • 打桩方法 • 打桩设备 • 打桩辅助设备 • 钢板桩施工 2021-2-19 Author 1 钢板桩施工综述 2021-2-19 Author 2 板桩施工 钢板桩的施工与选择的桩型，场地的工程地质资料已经施工单位的 施工机械，施工技术水平都有很大的关系，一般钢板桩的施工采用振动 锤沉桩。具体工程具体对待，同时施工经验也很重要。 钢板桩施工综述 2021-2-19 Author 3 钢板桩 - 型号, 钢牌号, 桩长,… 地质情况 - 粘性土 / 非粘性土, 土的力学 参数,… 要求 - 公差, 震动要求, 噪声要求,.. 打桩方法 打桩设备 打桩导引 打桩的辅助设备 钢板桩施工综述 2021-2-19 Author 4 打桩方法 2021-2-19 Author 5 逐根打桩 打桩方法 即板桩结构中的板桩是一根根地打 入土中。适用于松散的土壤和短桩施工， 对于密实砂土和高粘性土，建议屏风式 打法沉桩。该法速度快，桩架高度相对 可低一些，但是容易倾斜，对此可在一 根桩打入后，把它与前一根焊牢，既防 止倾斜又避免被后打的桩带入土中。 2021-2-19 Author 6 屏风式 打桩方法 2021-2-19 Author 7 屏风式 打桩方法 将10~20根板桩插人土中一定深度，使桩机来回锤击，并使 两端12 根桩先打到要求深度再将中间部分的板桩顺次打人。这种 屏风施工法可防止板桩的倾斜与转动，对要求闭合的围护结构， 常采用此法。 采用该方法可保证达到良好的垂直度，并减少沉桩中能遇到 的困难和散桩，同时可以更好的控制桩墙的长度。由于整片桩一 起定位，不一定全部的桩都打至设计标高，这样就保证局部桩不 能打至设计标高而破坏墙的整体作用的发生，其缺点是施工速度 比单桩施工法慢且桩架较高。 2021-2-19 Author 8 跳打 打桩方法 对于难以打桩的土壤采 用该方法进行沉桩施工。 在导架间安装钢板桩， 然后按照以下顺序施工：先 打1号、3号、5号桩，然后 打2号、4号桩。 如非常密实砂土、砂砾 或岩石，可对1号、3号、5号 桩桩尖加强。这种情况下， 桩尖加强的桩始终先施工。 2021-2-19 Author 9 组合桩墙沉桩 打桩方法 组合桩墙是由主桩和中间的辅桩组成。主桩形式有管桩、箱形桩、承 重桩和其他形式的制作桩。 采用组合桩的关键是采用稳定的、有足够刚度的导架。 主桩采用焊接三角导板定位在导架内。导板尺寸考虑到宽度偏差。 主桩沉桩应保证打直和垂直度，或保持规定的斜度，以确保与其他桩 平行，保持规定的间隙。 主桩的沉桩顺序必须保证整个桩尖周边均匀接触到压紧的土壤，切勿 一侧接触。因此。 必须按照以下顺序打桩：1 5 3 6 4 7 2 （大间隔跳打） 或至少按照以下顺序：1 3 2 5 4 7 6 （小间隔跳打） 原则上，所有主桩必须按顺序不间断地打到设计深度。在正常完成后 才开始进行中间轻桩的定位和沉桩。 2021-2-19 Author 10 打桩设备 2021-2-19 Author 11 打桩设备分类 打桩设备 钢板桩的施工设备很多，按照打桩方式的不同可分为下述几 种： （一）冲击打桩机械：有自由落锤，蒸汽锤、空气锤、液压 锤、柴油锤等。 （二）振动打桩机械：这类机械既可用于打桩还可用于拔桩 ，常用的是振动打拔桩锤。 （三）振动冲击打桩机械：这种机械是在振动打桩机的机体 与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时，产生冲 击力，使施工效率大大提高。 （四）静力压桩机械：靠静力将板桩压人土中。 2021-2-19 Author 12 打桩设备示意 打桩设备 冲击打桩设备 震动打桩设备 静压桩设备 2021-2-19 Author 13 打桩设备 机械类型 冲击式打桩机 震动式打桩机 (震动锤) 静力式压桩机 柴油锤 蒸汽锤 落锤 钢板桩 形式 除小型板桩外所 有板桩 除小型板桩外所 有板桩 所有桩型板桩 所有桩型板桩 除小型板桩外所 有板桩 长度 任意长度 任意长度 适宜短桩 很长不适合 任意长度 地层条件 软弱粉土 不适合 不适合 合适 合适 可以 粉土、粘土 合适 合适 合适 合适 合适 砂层 合适 合适 不适合 可以 可以 硬土层 可以 可以 不可以 不可以 不适合 施工条件 辅助设施 规模大 规模大 简单 简单 规模大 噪音 高 较高 高 小 几乎没有 振动 大 大 少 大 无 贯入能量 大 一般 小 一般 一般 施工速度 快 快 慢 一般 一般 费用 高 高 便宜 一般 高 工程规模 大工程 大工程 简单工程 大工程 大工程 2021-2-19 Author 14 打桩设备选择 打桩设备 板桩施工的顺利进行在很大程度上决定于施工机械的选择， 当决定选用何种机械时，需考虑以下几个条件 （一）工程规模：打（拔）钢板桩的数量、尺寸、形状，尤 其要考虑钢板桩的重量与长度，往往这两个因素是主要的。 （二）土质情况：要同土质情况结合，以利于钢板桩的打人 或拔出。 （三）作业能力：要符合工程进度的要求。 （四）作业环境：选用的机械要满足噪声、振动等公害控制 要求，并结合现场的条件如交通状况地形、脚手等情况。 综合考虑上述条件，使选定的机械既经济、安全又能确保施 工效率。 2021-2-19 Author 15 蒸汽锤容量选择 打桩设备 l. 用静力学公式计算钢板桩的贯人阻力Q。 Q 的计算公式很多，各地区的土层力学参数均不一样，也有 各自的经验公式，这里不再一一列出。 2. 用动力学公式计算桩的动阻力R 。 R 的计算公式亦很多，推导都是根据锤的能量转换来进行的 ．用动力公式时需根据经验假定贯人度及桩的回弹量（事先需初 选一汽锤）。 3. 当R≥1.25Q 时，所选的桩锤即为合适的。 上述方法仅作为参考，对施工经验较丰富的施工人员，凭经 验就能大致选定合适的桩锤。 2021-2-19 Author 16 震动打桩机的选择方法 打桩设备 2021-2-19 Author 17 非粘性土场地所建议的打桩设备 SPT 值 震动锤 冲击锤 单根静压（伴有喷水注射） 0 -10 非常容易 脱钩问题 – 使用震动锤 的方法夹桩 稳定性问题 & 反作用力不足 10 - 20 容易 容易 适合 21 – 30 适合 适合 适合 31 – 40 适合 适合 考虑预先螺旋转进 41 – 50 非常困难 适合– 考虑高牌号板桩 预先螺旋转进 50+ 不推荐 适合– 考虑高牌号板桩 非常困难 打桩设备的一般指导方针 打桩设备 2021-2-19 Author 18 粘性土所建议的打桩设备 Su 值 震动锤 冲击锤 单根静压 0 -15 容易 脱钩问题 – 使用震动锤 的方法夹桩 稳定性问题 & 反作用力不足 16 – 25 适合 容易 容易 26 – 50 适合– 随着深 度有效性降低 适合 容易 51 – 75 非常难 适合 适合 76 – 100 不推荐 适合 适合 100+ 不推荐 适合 很难 打桩设备的一般指导方针 打桩设备 2021-2-19 Author 19 打桩辅助设备 2021-2-19 Author 20 导引(导架) 打桩辅助设备 标准导引 圆形导引 HZ施工导引 2021-2-19 Author 21 钩环 打桩辅助设备 螺旋器 钩环通过穿在桩顶部 吊孔中的销钉吊住桩。切 勿使用摩擦夹紧式吊具， 因为这种吊具在有些情况 下会意外松脱。 屏风法沉桩时需要在 高处将桩连锁起来并解脱 吊钩接头，且要操作方便 、安全。螺旋器就是用来 锁定各种钢板桩的，且适 合各种不同形式、不同吊 装方法和不同连锁形式的 桩，不需要在桩的顶部有 人操作。 2021-2-19 Author 22 吊钩 打桩辅助设备 用来吊运堆在一起的钢板桩，保 证能方便的分开。 2021-2-19 Author 23 桩帽 打桩辅助设备 采用冲击锤打桩时可能需要桩 帽，以便冲击力之际传递给桩，并 保护桩锤和桩头 2021-2-19 Author 24 打桩顺序 钢板桩打桩 一般的顺序： （1）钢板桩的整理，运输及堆放 。 （2）板桩施工的导向装置 。 （3）桩帽及送桩。水上打桩时需要送桩。 （4）钢板桩打至设计标高 。 2021-2-19 Author 25 打桩时常见问题及对策 钢板桩打桩 打桩阻力过大不易贯入 这由两种原因造成。一是在坚实 的砂层锤击数或砂砾层中打桩，桩的 阻力过大；二是钢板桩连接锁口锈蚀 ，变形：致使板桩不能顺利沿锁口而 下。对第一种原因，需在打桩前对地 质情况作详细分析，充分研究贯人的 可能性，在施工时可伴以高压冲水或 振动法沉桩，不能用锤硬打；第二种 原因，应在打桩前对板桩逐根检查， 有锈蚀或变形的及时调整。还可在锁 口内涂以油脂，以减少阻力 2021-2-19 Author 26 打桩时常见问题及对策 钢板桩打桩 钢板桩向打桩方向倾斜 在软土中打板桩时，由于连接 锁口处的阻力大于板桩周围的土体 阻力，形成个不均衡力，使板桩向 前进方向倾斜．这种倾斜要尽早调 整，可用卷扬机钢索将板桩反向拉 住后再锤击，或可以改变锤击方向 。当倾斜过大，靠上述方法不能纠 正时，可使用特别的锲形板桩，达 到纠偏的目的。 2021-2-19 Author 27 钢板桩打桩 打桩时常见问题及对策 将相邻板桩带入 这种现象常发生在软土中打板桩，当遇到了不明障碍物，孤石 或扳桩倾斜等情况时， 板桩阻力增加，便会把相邻板桩带人。可以按下列措施处理： （1）不是一次把板桩打到标高，留一部分在地面，待全部板桩 人土后，用屏风法把余下部分打人土中。 （2）把相邻板桩焊牢在围擦上。 （3）数根板桩用型钢连在一起。 （4）在连接锁口上涂以黄油等油脂，减少阻力。 （5）运用特殊塞子，防止土砂进人连接锁口。 板桩被带人土中后，应在其顶部焊以同类型的板桩以补充不足 的长度。 2021-2-19 Author 28 打桩辅助措施 – 水冲法 桩尖设置高压水喷头。高压 水射流使土壤疏松， 并带走 松散的土石，使桩尖的阻力 降低，并降低桩表面及锁扣 处的摩擦力，从而易于沉桩 、减少桩、设备的损坏。 钢板桩打桩 2021-2-19 Author 29 打桩辅助措施 – 预钻孔法 预钻孔可使降低土 层阻力： 一般在组桩宽度的 中心钻直径约为30 厘米的孔。 或者用用麻花钻疏 松土壤也很有效。 钢板桩打桩 2021-2-19 Author 30 钢板桩打桩 打桩辅助措施 – 爆破 此方法适用于难以或者不可能施工钢板桩(H型桩、箱形桩或管桩)的土壤。 普通爆破：爆炸在桩墙线产生V形沟，在松散土地区打桩条件仍然很困难， 因以建议对桩尖进行加强。 冲击爆破：将固体岩石变成细粒颗粒，但不移动它，对岩石的影响很小。 2021-2-19 Author 31 钢板桩打桩 围堰封闭 – 矩形围堰 所配设备应有足够的吊臂长度，以保证每一根桩都能安装连接到先 前所定位的桩上，然后从角桩开始施工。 沉桩沿周边进行。第一和最后一片桩墙应带角桩，角桩应在开始沉 桩前先定位和连接到已部分沉入的第一对桩上，以此保证完好封闭整个 围堰。 施工平面桩和角桩时必须保证板桩垂直，如有发现偏斜必须予以纠 正，如需要可使用斜板桩。 如必须严格保证围堰的尺寸，则可能需采用特种预制桩。 2021-2-19 Author 32 钢板桩打桩 围堰封闭 – 圆形围堰 桩的长度、平直度及沉桩过程中挤进 锁扣的土坡对桩互相之间发生偏移有很大 影响，由此造成锁扣间的阻力大大增加。 小型围堰通常是沿一块模板定位并连 接住所有钢板桩．然后才开始沉桩。沉桩 也应分段进行，采取相邻桩顺序短打办法 。如是大型围堰，必须严格控制垂直度。 最好采用屏风式打桩法，以便能封闭住围 堰。也可能需要重新调整最后一片桩墙， 略微增大或减小围堰的半径，或增加特别 制造的板桩，仅靠转动锁扣可能形不成小 直径围堰。因此需要采用预弯板桩或特别 制造桩。 钢板桩施工实例1 工程概况 • XX铁路XX位于XX干流XX市河段，北岸为XX市XX镇，南岸为 XX市XX区。线路向北接改建后的XX东站客专场，向南引入XX站 客专场，是XX客运专线杭甬段和杭长客运专线的重要组成部分。 项目桥址位于XX铁路枢纽既有XX铁路二桥铁路桥上游，铁路XX 桥梁中心与既有XX二桥铁路桥中心距为29.25m，两桥内侧线路中 心距为20.2m。 • 45#～51#、53#～59#墩为八边形承台，厚4m，下 部为17根φ2.0m钻孔桩，呈梅花型布置。 墩号 支撑标高 (m) 河床标高 （ m） 围堰内吸泥标 高（m） 59 5.5 2 -5.575 58 5.5 -1 -5.575 57 5.5 -1 -6.075 56 5.5 -1 -6.075 55 5.5 -1 -6.075 54 5.5 -2 -7.075 46 5.5 2 -5.575 695 1840 40 0 450 695 -3.575 (2)2:粉土 (3):淤泥质粉质黏土 图1：墩位土层立面图 -16.50 -17.60 河床标高：－1.00 单位：cm 桥位处土层以 56号桥墩位 为例从上向下依次为粉土、淤 泥质粉质黏土等，土层分布见 图1，岩土力学值见表1。 表1 56号岩土层力学试验值 地层名称 快剪 固结快剪 内摩擦角(°) 凝聚力/kPa 内摩擦角(°) 凝聚力/kPa 粉土 26.14 16.03 28.61 13.24 淤泥质粉质黏土 8.32 13.96 11.65 18.25 粉土层：黄灰色，潮湿、饱和，稍密～中密，稍具层理，夹少量薄 层黏性土，含少量云母碎片，摇震反应迅速。σ0＝100 kPa，标 准贯入试验＝7.78击。 淤泥质粉质黏土层：浅灰色，流塑，局部软 塑，含少量贝壳及腐植质，局部夹粉土薄 层。属高压缩性土。σ0＝80 kPa，标准贯 入试验＝4.48击。 在桥址位置，百年一遇最大涌潮高度2.45 m，涌潮压力49 kN/m2；十年一遇最大涌 潮高度1.96 m，涌潮压力32 kN/m2。涌潮 压力分布形式：在低潮位以上沿垂线方向 差别不大，可按矩形分布；在低潮位以下 水深范围内按零处理。 N 地质情况 施工方案选择 • 由于原XX二桥施工时遗留下的部分栈桥预应力管桩与XX铁 路XX部分承台施工双壁钢围堰重叠，且原XX二桥施工时抛 填片石及其他遗留物较多；本工程承台均埋于河床下，承台施 工时若采用双壁钢围堰，则其下沉过程中将会遇到大量障碍 物而导致钢围堰下沉困难。拉森钢板桩围堰能较方便地转向， 遇片石或其他障碍物时可以适当避让；考虑本工程位于强涌 潮地区涌潮压力大，若采用钢板桩围堰则钢板桩自身刚度要 大、要具有较强的抗潮能力。 • 拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米 板面惯性矩Ix=56 700 cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩 Ix=38 600 cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截 面抗弯模量大、锁口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔 除均较为方便；因此本桥XX中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩 围堰施工承台的方案。 • 56号墩承台为八边形，平面尺寸为18.4 m×23.9 m×4 m(顺桥向宽×横桥向宽×高)，承台底标高- 3.575 m。在距承台边净距约为1 m外设置钢板桩围 堰。钢板桩围堰顺桥向由32根宽度为0.6 m及2根0.3 m转角钢板桩组成；横桥向由45根宽度为0.6 m钢板 桩组成；转角处钢板桩与另一根钢板桩焊成直角桩， 便于钢板桩围堰方向转变。施工期水位为＋5.0 m， 钢板桩围堰顶按＋6 m设置。钢板桩围堰设两层支撑， 第1层支撑设置在＋5.5 m，第2层支撑设置在＋2. 5m处。钢板桩围堰平面及立面布置见图2、图3。 围堰顶+6.00 施工水位+5.00 围堰底-12.00m 封底混凝土 拉森Ⅵ钢板桩 +2.500 待施工承台 1000 18400 1000围 堰 高 度 (支撑中心线) 承台底-3.575m 封底底-6.575m 承台顶+0.425 导向撑中心线+5.50 第一层内支撑 第一层围檩 40 00 第二层内支撑 第二层围檩 河床 图2 承台及钢板桩围堰立面布置 尺寸单位：mm 8836 47824782 43 42 15 21 6/ 2 44 /2 × 60 0＝ 26 40 0/ 2 18400 10001000 12 50 第一(二)层内支撑 钢护筒 承台边线 钢板桩 34×600＝20400 对称中心线 第一(二)层围檩 尺寸单位：mm 第一(二)层内支撑 第一(二)层内支撑 图3 承台及钢板桩围堰平面布置 • 拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米板面 惯性矩Ix=56 700 cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩Ix=38 600 cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截面抗弯模量大、锁 口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔除均较为方便；因此本桥 XX中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工承台的方案。 钢板桩围堰施工方案 • 钢护筒插打完成后，在＋5.5 m标高处钢护筒上焊接 牛腿, 将第1层围檩设置好，然后再安装第1层内支撑。 沿围第1层檩周围开始插打钢板桩直至形成闭合围 堰，进行不排水取土至封底标高，水下混凝土封底； 待封底混凝土达到设计强度后，抽水至标高+2.0 m， 在+2.5 m处钢板桩围堰上的设置的牛腿上，安装第2 层围檩并设置好第2层内支撑。排干围堰内的水，破 除桩头，然后进行承台、墩身的施工。墩身施工完成 后向围堰内注水至＋2. 0 m处，拆除第2层内支撑及 围檩，继续注水至＋4.5 m处，拆除第1层内支撑及围 檩，拔除钢板桩。 钢板桩围堰施工工艺流程 钢板桩整修 钢板桩插 打 围堰清基、封底 水下混凝土封底 围 堰 抽 水 桩头凿除、桩基检测 承台施工 测量放 样 钢板桩检查 主要施工方法及工艺 • 1、钢板桩的检验 钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记。对钢板桩 的主要进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端 头矩形比、平直度和锁口形状等，新钢板桩必须符合出厂质量标准， 重复使用的钢板桩应满足以下技术要求，否则在打设前应予以矫 正. 一、钢板桩插打前的准备工作 • 2、钢板桩吊运及堆放 • 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩 根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式 有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎， 而单根吊运常用专用的吊具。 • 钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地 地基土进行压实处理。在堆放时要注意： • ⑴堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后 的施工方便。 • ⑵钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放， 并在堆放处设置标牌说明。 • ⑶钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根， 各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层 垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。 • 3、钢板桩锁口润滑及防渗措施 • 对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中 能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片 钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄 油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。 • 4、检查振动锤 • 振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进 行专门检查，确保线路畅通，功能正常，振动锤的端 电压要达到 380－420V，而夹板牙齿不能有太多磨 损。 • 5、设置导向装置及内支撑 • 在钻孔桩完成后，测量放线，在钢护筒处焊接牛腿， 并在牛腿上标示好围堰边线，安装导向支撑的H588 导环，并与牛腿焊接牢固。 二、钢板桩插打 • 考虑到起吊设备和振动设备等因素，钢板桩围堰采 用逐片插打。钢板桩插打机械选用DZ90震动打桩锤 并配专用夹具，起吊机械利用履带吊机，用固定的临 时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。 • 钢板桩插打从上游端开始，沿两侧向下游端进行，最 后在下游端闭合。插打分两阶段进行，先进行预打， 形成闭合结构后，再复打到位。由于围堰大，钢板桩 数量多，锁口间隔累计增大，施打围堰时，钢板桩容 易倾斜，因此，每次打插完5片，用短钢筋头将钢板 桩点焊固定于内导向框上，减少累积偏斜位移，利于 围堰合拢。 • 开始打设的第一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确， 以便起到样板导向作用，所以在插打第一、二块钢板桩 时，增设导向轨、导向卡等新型导向结构。导向轨用I30 做成,按一定距离垂直焊在导环及导向支架上。导向卡则 由切肢角钢和钢板组焊而成,先预制成凹形卡块然后焊 在与导向轨相应位置的钢板桩凹槽内如图四。导向轨安 装长度不少于3m，其安装垂直度偏差控制在1/1000以 内。第一、二片钢板桩每打入1m应测量一次，插打至设 计标高后应立即用钢筋或钢板与导环焊接固定。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 入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。整个施 工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调 整。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。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。 钢板桩插打时导向装置示意图 钢板桩插打过程图 三、钢板桩围堰合拢 • 在合拢前剩最后5～7片钢板桩未插打时，开始测量并计算钢板桩 底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数。 钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口不一定平行，会出现上大下小或上 小下大，左右偏移等情况，采用如下措施进行调整： • ⑴合拢口尺寸上下都大时，在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行 吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车相向对 拉，直至符合要求为止。 • ⑵合拢口上大下小时，只在合拢口两侧钢板桩上部点 焊吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用 倒链滑车相向对位，直至符合要求为止。 • ⑶合拢口上小下大时，只在合拢口两侧钢板桩上部点 焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而 定，利用倒链滑车向上部进行相向对拉，下部反向外 拉，直至符合要求为止。 • ⑷合拢口尺寸上下都小时，在合拢口两侧钢板桩上点 焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而 定，利用倒链滑车反向外拉，直至符合要求为止。 • 如果采取以上措施仍不能解决合拢问题，就采用特制 型桩合拢。 四、围堰清基、封底 • 1、清基 • 采用空气吸泥机将压缩空气经风管射入围堰底，使翻动的沉淀物 经吸泥管排出孔外，将围堰内基底面清至设计标高。 • 清基时注意保持围堰内外水位一致，必要时采用水泵补水，防止翻 砂影响清基效果。封底混凝土高度范围内的钢板桩围堰内壁上的 砂土应清除干净，并且要使基底面尽量平整，以提高水下砼的灌注 质量。. • 2、封底 • 利用钢围堰和钻孔桩护筒作为支撑，沿顺桥向拼装贝 雷梁，其上铺脚手板作为封底施工平台。 • 封底施工平台间拼装两个储料斗支架，安装储料斗， 旋转漏斗以及滑槽和导管等封底施工设备。每个滑槽 须用临时支撑固定牢固。 • 封底混凝土的灌注采用垂直导管法，导管数量及在平 面上的布置，应使各导管的有效灌注半径互相搭接， 并覆盖基底全范围 • 拔球顺序根据导管处基底面情况，按事先编好的拔球 顺序（根据清基后的底面标高确定）逐根进行拔球灌 注。原则是由低处向高处，由四周向中间的顺序，分 期分批开灌，尽量使混凝土流动不要太远。 吸泥、清基 封底 抽水，焊接内支撑，开始承台施工 • 封底砼强度达到设计要求后，开始抽水，焊接钢板桩 围堰内支撑，支撑采用钢管焊接，支撑检查合格后， 开始清理封底砼表层，进行桩基检测，桩头凿除，开 始承台钢筋绑扎，模板安装，承台砼浇筑。 内支撑焊接 桩头破除 桩头破除 五、承台施工工艺 • 模板制作与安装 • 钢筋制作与安装 • 混凝土浇注 • 承台养护和冷却水管压浆 模板制作与安装 • 钢板桩围堰采用大块钢模施工承台,以减少模板拼缝， 提高混凝土外观质量。模板支设前应检查板面是否 变形，是否有划痕、翘曲破损，如板面有明显损伤， 一律禁止使用；用磨光机清除表面污物，均匀涂刷机 油作为脱模剂。板块拼缝位置应事前规划，排列整齐。 模板内表面应无污物、砂浆及其他杂物，并应在使用 前涂脱模剂。脱模剂或其他相当的代用品，应具有易 于脱模的性能，并使混凝土表面不变色。所有模板缝 之间均夹塑纸一层，防止混凝土浇灌时漏浆，但不能 突出模板面，以防嵌入混凝土中影响混凝土外观质 量。 钢筋的制作与安装 • 钢筋加工制作时，要将钢筋加工表与设计图复核，检 查下料表是否有错误和遗漏，合格后再按下料表放 出实样，加工好的钢筋要挂牌堆放整齐有序。 • 承台主筋接长采用滚轧直螺纹套筒连接方式，其余 钢筋采用闪光对焊连接。钢筋制作过程中须严格控 制钢筋接头安装质量，且钢筋接头必须错开布置，接 头数不超过该断面钢筋总根数的50％。 • 钢筋的品种、规格、性能、质量要符合设计要求。采 用焊接接头时，接头要按《规范》要求取样试验，检查 接头的机械性能。 承台钢筋绑扎 承台钢筋绑扎 混凝土浇注 • 承台砼的浇注采用水平分层斜向分段进行浇注，分 层厚度严格控制在30cm左右。 • 砼的振捣采用插入式振捣器，每次振捣时，以不扰动 下层砼为主，插入下层深度在5～10cm。 • 在振捣过程中应经常检查模板、预埋件及内外支撑 和拉杆的支撑情况，有异常及时处理。 • 浇注速度要保证在初凝时间内上层混凝土必须覆盖 下层混凝土，并加强混凝土振捣，确保混凝土密实。 振捣时振动棒不得碰到模板和钢筋。 承台砼浇筑 承台养护和冷却水管压浆 • 混凝土终凝后即开始养护,一般混凝土浇筑完毕后的 12h内即应覆盖养护。混凝土湿润养护时间至少28天， 水中承台浇筑完毕后，利用冷却管循环热水蓄水养 护。 • 混凝土强度达到1.2Mpa前，不得使其承受施工人员、 运输工具、钢筋、支架及脚手架等荷载。 • 待混凝土内外温差达到规范要求后，冷却水管停止 水循环，用与承台等强度的水泥浆对冷却水管进行 压浆。 钢板桩施工中遇到的问题及处理 • 由于XX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）打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍 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。 • （2）钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块 石或其它不明障碍物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）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异型桩来纠正， 异型桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度 的板桩，异型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。 • （4）由于淤泥质基础较软，有时施工发生将邻桩带入 现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并 且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少 阻力。 钢板桩施工安全质量注意事项 • 1、钢板桩围堰的防渗能力好，但遇有锁口不密、个 别桩入土不够深及桩尖打卷的情况下，仍有可能渗 漏。锁口不密漏水的可在抽水过程中发现，以橡胶条、 棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞。 • 2、内支撑系统各杆件的加工及安装应该严格控制精 度，安装时应测定各构件的平面位置，控制好各部位 的高程，尽可能使内支撑系统在同一水平面上，确保 其均匀受力。内支撑构件必须焊接牢固，避免局部失 稳；内支撑与钢板桩间要尽量密贴，有空隙处必须用 钢板抄垫。 • 3、当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形， 桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损了钢板 桩。 • 4、承台施工完毕后，必须将钢板桩围堰与承台之间支撑牢靠，并经 工区技术负责人检查通过后，方可拆除内支撑。 • 5、围堰四周均应设置防护栏杆，并满布安全绿网。 涌潮下钢板桩围堰 涌潮下钢板桩围堰 75 xx特大桥主桥 深水基础 —钢板桩围堰施工实例2 76 一、工程概况 1、概 况 XX特大桥主桥墩基础墩号为0～5号，其中3号墩 为固定墩。0、5号墩采用21根φ2.0m钻孔灌注桩， 0号墩桩长90m，5号墩桩长70m。1、2、3、4号墩采 用28根φ2.5钻孔灌注桩，1、4号墩桩长90m，2号 墩桩长102m，3号墩桩长98m。0、5号墩承台厚度 4.5m，平面尺寸34.6×13.8m，0号承台顶面标高 33.0m、5号承台顶面标高30.0m；1、2、3、4号墩 承台厚度6.0m，平面尺寸42.5×23.3m，承台顶面 标高27.0m。 77 2、地形、地貌与不良地质 （1）桥渡地形 正桥桥址处河道属济南段XX窄河道区，宽约900m， 河床平均高程高出两岸大堤背水面3.0m。 （2）水文条件 XX河流平均流速2.07m/s，设计施工洪水位+30.5m。 XX枯水期仅主河槽有水，水深约4-6m，水面标高+27m， 水面宽约300m。XX主河道内一般冲刷厚度约为7.7m～ 11.3m。 78 • （3）工程地质 桥位工程地质地层以第四系河流相粉质土为主， 其间多夹粉、细、中沙及粉土、薄层粘土或透镜体。 其中覆盖层40m以下姜石含量较高，姜石层分布较 多。设计图纸反映桥址范围第一层土主要为软塑的 粉质粘土、粘土及稍密的粉土组成，厚度9.6m～ 22.5m；第二层为硬塑的粉质粘土、粘土及中密的 粉土及中密的砂层组成，厚度2.7m～11.8m；第三 层为硬塑状的粉质粘土组成，厚度钻孔未揭露。XX 主河道内一般冲刷厚度约为7.7m～11.3m，枯水期 河床冲刷层范围沉积层主要以粉砂土为主。 79 二、钢板桩方案的确定 • 1 、根据1、2号墩位处地质条件和承台设计标高， 采用钢板桩围堰较合适，围堰防水性能好，整体刚 度较强。 • 2 、钢板桩围堰由单层钢板桩和两层由型钢组成的 内撑梁组成；围堰平面为矩形，其内口尺寸为 50×36米，钢板桩单根长22米，被打入后，其底端 标高为+9米，顶面标高为+31m；采用德国拉森Ⅳ型 钢板桩，套型锁口，锁口内涂上润滑黄油，两桩锁 口联结转角10°～15°，摩阻力小，防渗性较好， 四个转角位置采用焊接的T形钢板桩； 80 • 3 、钢板桩的施打采用平台吊机，配合震动打桩船 进行打入，承台施工完成后拔除；内撑梁分别安放 在设计标高位置处，焊接在钢板桩的牛腿上，内撑 梁外缘两端与钢板桩相撑住，以加大围堰抵抗土侧 压力及水压力的能力。 81 • 4 、钢板桩施工完成后，进行围堰内水下混凝土封 底施工。封底混凝土强度满足要求后，开始在围堰 内边抽水边设置内支撑。第一道内支撑安装前，将 围堰内水抽至第一道内支撑设计位置以下50cm，然 后快速安装好内支撑；第一道内支撑安装完成后继 续抽水至第二道内支撑设计位置以下50cm，快速安 装好内支撑；继续抽水至围堰底，进行承台施工。 82 • 5 、承台混凝土分两次浇筑，每次为3m厚。当第一 次混凝土浇筑完成后，需要拆除底层内支撑。为此， 在承台第一次混凝土浇筑完成，强度满足要求后拆 除侧模板，将围堰底部以上3m范围杂物清理彻底。 然后在围堰底部以上3m承台和钢板桩围堰间全部回 填沙土，采用注水措施保证所填沙土的密实。拆除 下层内支撑，将支撑力分配到所填沙土和上层内支 撑上。继续施工完承台后拆除钢板桩围堰内支撑， 拔除钢板桩 83 三、钢板桩围堰结构计算 84 • 1、设计参数 • （1）主河道内主要为软塑的粉质粘土、粘土，土 体力学性能如下： • 土体容重：r=18.5KN/m3 • 土体内摩擦角：φ=20° • 土体总应力粘结力Cu=12.16kPa • （2）钢板桩力学性能： • 钢板桩采用IV 型拉森桩，重量75kg/m，每1米宽 截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa。 • （3）型钢力学性能 • [σ]=145Mpa，=85Mpa。 85 • 2、围堰基底设计验算 • ⑴抗基底翻起计算 • 基底土体稳定，不会发生翻起。 • ⑵基底土体管涌（稳定性检算） 钢板桩不发生管涌的最大入土深度： 2 2 3.14 12.16 2.3 1.2 18.5 4.0 10 4.00 1 1 M Cy uK M rh r hw            稳定系数 1 3 . 0 4t m 86 • 单根钢板桩长22米，围堰钢板桩实际入 土深度为13米。考虑8m冲刷深度的影响，钢 板桩入土深度仅为5m。因此，在没有冲刷的 季节施工钢板桩围堰时，在内支撑合理的情 况下可以直接抽干围堰内的水而不发生基底 翻起或土体管涌，基底稳定。在有河床冲刷 季节，考虑8m冲刷深度的影响，要对围堰底 进行水下混凝土封底施工。 87 • 3、钢板桩、围堰围囹、内支撑计算 • ⑴确定围囹层数及间距 根据施工的具体情况，承台高度，水压土压， 另外钢板桩虽能满足强度要求，但内支撑布设也有 一定要求，确定采用布置为h=3.5m、h1=3m、 h2=3.5m，即钢板桩围堰顶面标高+31m，第一道内 支撑标高+27.5m，第二道内支撑标高+24.5m，封底 混凝土顶面标高+21m。 88 • ⑵钢板桩计算 在钢板桩围堰顶面设置临时内支撑，钢板 桩围堰抽水至围堰顶面以下4m深位置，而第一道内 支撑尚未安装为工况一；第一道内支撑安装后，钢 板桩围堰抽水至围堰顶面以下7m深位置，而第二道 内支撑尚未安装为工况二；第一、二道内支撑安装 完毕，钢板桩围堰抽水至围堰顶面以下10m深位置， 最终受力状态为工况三。 89 90 通过Midas Civil计算，三种工况下钢 板桩所受内力如下： 工况一： 工况二： 工况三：   MpaMpa W M 2107.18010 2037 368 3     MpaMpa W M 2104.14110 2037 288 3     MpaMpa W M 2105.3910 2037 5.80 3   91 • ⑶ 围囹内力计算 第一、二两层围囹采用双I56a，Wx=4684 cm3， 其中支点的最大间距为3m，按照最不利的简支计算：   MpaMpa W M 1455510 46848 0.32.227 3 2      92 • ⑷ 围囹内支撑计算 内支撑顺桥向采用φ630×8mm钢管,横桥向采 用2I36a。按轴心受压构件计算，压杆两端按铰接 简化。 • ①钢管内支撑计算（水平面内） 钢管桩轴向应力 • ②钢管内支撑计算（竖直面内） 钢管桩轴向应力   MpaMpa A N 1409.91 9.008.063.014.3 104.62.227 3 1           MpaMpa A N 14058 448.008.063.014.3 10182.227 3 1         93 • 4、封底混凝土验算 根据钢板桩封底后最高水位时围堰所承受的托 浮力进行估算，考虑最不利状态，即河床冲刷最深 处。计算得围堰封底混凝土厚度，h=1.5m。 94 30.50最高洪水位 钢板桩顶面标高31.00 河床标高22.00 冲刷线标高14.00 钢板桩底面标高9.00 封底混凝土1.5m 承台 碎石垫层0.2m 片石垫层m B B AA II56a 钢板桩内支撑布置图(I—I) 0 . 5 m 3 . 0 m 3 m 3 . 5 m II36a支撑 95 钢板桩 平台φ80的钢管桩 φ63的钢管内支撑 钢板桩内支撑布置图(B—B) I I II36a支撑 96 四、钢板桩围堰施工 • 1、施工准备： ① 将新旧钢板桩运到工地后，详细检查、丈量、 分类、编号； ②钢板桩的整修。对有弯曲、破损、锁口不合的 钢板板桩均进行修整，采用的方法为：冷弯、热敲、 焊补、割除。 ③钢板桩长度不足时，可用同类型的钢板桩接长。 接长采用焊接，先对焊，再焊加固板。 97 钢板桩接长现场 98 • 2 、钢板桩围堰的打设 ①导向安装 准确测量后，打设两根钢板桩，并焊接钢牛腿,其上放置两根 钢板桩并与牛腿焊接牢固，形成框架作为导向（此钢板桩在围堰 一边打设完成后拔除，之后重新安装导向） 99 临时导向钢板桩 100 临时导向框架 101 临时导向框架 102 ②钢板桩插打 Ⅰ、打桩设备： a、10吨水上浮吊； b、60T液压钳式振动桩锤； c、钢板桩运输船。 103 采用三条普通运输船拼成的移动平台及40T履带吊 104 60T液压钳口式振动桩锤 105 60T液压钳口式振动桩锤 106 Ⅱ、插打方法 先逐根插打矩形围堰的三个边，最后一边先插 合拢后再打入。实践证明：该方法速度快，合拢误 差小，易合拢。 Ⅲ、插打顺序 先上游，后下游合拢。 　Ⅳ、垂直度的控制 在钢板桩正面、侧面各站一人采用吊线锥的方 法检查垂直度，观察点远离钢板桩插打位置50米 ~100米为易。 107 振动桩锤的钳口正在嵌入用钢丝绳吊起钢板桩 108 振动桩锤钳住钢板桩 109 钢板桩插打 110 钢板桩插打 111 112 钢板桩围堰打设完成 113 3、钢板桩围堰封底 114 潜水员准备潜水清淤 115 ②、抛片 清淤至设计标高后，抛填50cm厚粒径 不大于20cm的片石，之后进行水下混凝土 封底。 116 抛填片石 117 ③、砼封底 封底采用C25砼，厚度为1.5米。 水下封底采用一次连续浇注完成。 封底混凝土采用导管法，导管设计作用半径为3.0m 。 118 砼封底 119 砼封底 120 4、围堰内支撑的安设 121 参考图片：安放的第一道围囹 122 参考图片：安放的第一道围囹及内支撑 123 参考图片：围堰堵漏前抽水时的情景 124 参考图片：正在用锯沫拌合湿的细砂堵漏 125 参考图片：堵漏成功，围囹及内支撑 安装完成后 126 钢 板 桩 围 堰 施 工 工 艺 框 图 钢 板 桩 定 位 机 械 进 场 基 底 砂 浆 找 平 设 置 第 三 层 围 囹 及 内 支 撑 等 强 抽 水 设 置 第 一 层 围 囹 及 内 支 撑 水 下 混 凝 土 封 底 围 堰 内 清 基 ， 抛 填 片 石 插 打 钢 板 桩 施 工 准 备钢 板 桩 进 场 、 校 正 、 检 验 钻 孔 桩 施 工 完 毕 ， 拆 除 平 台 型 钢 设 置 第 二 层 围 囹 及 内 支 撑 检 测 封 底 完 整 性 、 封 底 厚 度 抛 填 碎 石 找 平 基 底 围 堰 合 拢 、 钢 板 桩 之 间 进 行 点 焊 连 接 准 备 承 台 施 工 127 5、钢板桩围堰可能遇到的问题 及预防措施 1、打桩过程中有时遇上大的块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。 2、钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块石或其它不明 障碍物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、由于淤泥质基础较软，有时施工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，并且在施打当桩的连接 锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。 128 6、承台施工 钢板桩围堰抽水完毕后，测量围堰底面标高， 用砂浆找平承台底面至承台底面设计标高。在桩基 检测完成后，对桩位进行复测，并报请监理验收。 在验收合格后，进行承台施工。根据钢板桩围堰内 支撑的布设要求，承台砼可一次浇注完成。承台模 板使用大块钢模板进行施工。 129 承台散热方案 承台混凝土一次整体浇筑。为避免大体积砼温度应力过大而 产生裂纹，采取了埋设冷却水管，利用江水循环，带走承台内部 热量 使内外温差控制在25℃以内； 冷却水管埋设如下图 130 冷却管 冷却管 冷却管示意图 131 冷却管设计说明 1、冷却管采用外径φ42mm，壁厚2.5mm的无缝钢管，冷却管连接段用 φ54mm，壁厚3.0mm的无缝钢管。 2、如设计图所示，承台每层冷却管设一个进水口，一个出水口。 3、用水泵抽水，保证冷却管进水口有足够的压力，进出水管的水温控制 在相差5～10度之间，承台从浇注起至浇注完成砼后，10天内不断注水。 4、设计图中标注的冷却管长度为管道中心处距离，冷却管保证不串浆， 不漏水，安装完毕，必须做密水检查，保证注水时管道畅通，砼养生完 成后，冷却管内压入30号水泥浆。 5、冷却管用φ22钢筋架立点焊多点固定。 6、冷却管接头采用满焊，且保证不漏水，不串浆。 132 7、钢板桩围堰的拆除 钢板桩在拆除工作中应注意： 1、钢板桩围堰拆除与围堰施工顺序相反进行。首先采用水泵 加水至最下一道围堰标高处拆除最下一道钢围囹，依次循环,直至最 顶一层围囹拆除完毕。 2、钢板桩拔除先行由下游方向开始，对称施工至上游方向， 采用振拔锤配浮吊进行施工。 3、拆除过程必须时刻注意施工安全。 133 8、施工中注意事项 • 　　钢板桩围堰在整个工程施工中极为顺利，经实 测各单元的变形与计算结果相符。施工中要注意以 下几点： ①钢板桩的堵漏 　　一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄 油等填充物填塞接缝。或在钢板桩全部插打完毕开 始抽水安装围囹时，采用一边抽水一边在钢板桩的 接缝外侧下溜细砂或锯末拌合湿砂的方法，借助水 压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变 形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。。　 134 ②围囹的安装 　　围囹的安装应随着抽水的深度逐层实施，安装过程 中要密切注意河床水位的变化，并安排专人负责施工 期间的抽水工作。值得注意的是工字钢与钢板桩的连 接，由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个 围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间 有较大的间隙。为防止围堰的变形，要求将工字钢与 钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的 四个角更应加强。 拉森钢板桩技术参数 2021-2-19 135 拉森钢板桩在工程中的应用 1.拉森钢板桩在工程应用中有哪些优点？ 1.1 施工简单，工期缩短； 1.2 对空间的要求小，对周边的影响小； 1.3 使用钢板桩能提供必要的安全性而且（救灾抢险）时效性较强； 1.4 使用钢板桩可以不受天气条件的制约； 1.5 使用钢板桩能简化检查材料或者系统性能的复杂程序； 1.6 能保证其适应性，互换性好，可以重复使用。 2.拉森钢板桩可以应用在哪些方面？ 由于拉森钢板桩符合功能、外观、实用价值的这三 点当今人们选择建筑材料的时候所采用的标准，拉森 钢板桩的应用贯穿并延伸到整个建筑工业，从传统的 水利工程和民生工程的应用一直到环境污染的控制方 面的应用。 2.1 国内拉森钢板桩主要的应用领域 2.1.1 水利工程及相关构造物（码头墙，船坞，堤岸的 保护等） 2.1.2 市政工程（管道布设，桥梁承台浇筑，挡土墙， 被污染地方围护等） 2.13 工民建基础 （结构基础开挖支护，地下停车场 等） 3.拉森钢板桩工作特点有哪些？ 拉森钢板桩是一种边缘带有联动装置,且这种联动 装置可以自由组合以便 形成一种连续紧密的挡土或者 挡水墙的钢结构体。 3.1拉森钢板桩的支护形式 3.1.1 悬臂式 悬臂式钢板桩挡墙无撑无锚，完全依靠板桩的入土深度 保持挡墙的稳定，外侧土体容易产生变形。在软弱土 层中施工时，只有基坑开挖深度较小的临时性工程， 基坑两侧又没有需要保护的地下管线等构造物，可以 考虑使用。 相关图示 结构受力图 万达广场地下停车库 3.1.2 带支撑结构式 支撑结构可以分为内支撑和外拉锚两类，拉森钢板桩内支撑一般由型 钢支撑组成；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。 支撑结构挡土的应力传递路径是： 围护墙→ 围檩 → 支撑 在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。 图片示例 3.2.桩型如何选择？ 根据需要打设钢板桩现场的地质等相关情况选择合适的桩型。 选桩的基本准则：地质情况越差的情况下（如淤泥）选择宽桩；地质 情况比较好情况下，为了施工期间能顺利沉桩，通常可以选择窄桩， 厚度较大的桩。 具体的选型还需要根据工程的实际情况确定。 3.3 如何判断地质情况和打设拉森桩的关系？ 通常可以通过地质报告来判定打设拉森桩的难易，通常可以根据 土体的N值来判断打桩的难易，但在一些情况下，比如地层为粘质或 砂质和砾质，其中夹杂一些大粒径的颗粒，则很难根据N值来判断打 桩的难易。在这种情况下，通常需要试打钢板桩。在试打之后应当对 打桩的难易程度进行评价，然后选择合适的打桩机械和桩型，或者考 虑是否需要采取辅助的方法来打桩，比如高压水枪或者预钻。 另外可以通过对土层的容许承载力来判断沉桩的难易，通常情况 下当土层的容许承载力达到180KPA的情况下，沉桩往往会出现困难， 需要增加额外的辅助措施。 案例 当高大桥拉森桩围堰工程 1.工程概况（略） 2.水文地质情况 洪水位+2.5米，一般情况下水位+1.5米，船只通航引起的浪高0.5米，计算时水位按 +2.0，河床底标高-0.5米。 土层为淤泥和亚粘土 3.计算拉森桩的入土深度 3.1绘制土压力分布图 施工过程分两种工况： 工况（一）：第一道支撑设置完毕，抽水并开挖到第二道支撑下50cm处，准备架设第二道 支撑，此时可假定钢板桩下端支撑于钢板桩土压力强度等于零的点，上端支撑与第 一道支撑，钢板桩按简支梁计算。 工况（二）：即第二道支撑设置完毕，围堰内泥面标高开挖承台底标高下25cm（25cm基 坑底封底混凝土），此时可假定钢板桩下端支撑与钢板桩土压力强度等于零的点，钢 板桩按二跨连续梁进行计算。 计算入土深度时，取最不利状况，即按照工况（二）进行计算如下： 3.2计算钢板桩上土压力强度等于零点离挖土面距离y 3.3将AE段梁当作钢板桩的等值梁，按两跨连续梁计算其支点反力和最大弯距 3.4根据RE和墙前被动土压力相等的原理，求x值，确定钢板桩的长度 3.5验算钢板桩的强度 钢板桩拟选用WRU13-575型钢板桩：每1m宽对b边（长边）截面模量W=1346cm3；钢板 桩允许抗弯应力取[σ容]=172.5MPa；钢板桩允许抗剪应力取[τ 容]=95Mpa。 拉应力σ=Mmax/W=（128.34*103）/(1346*10^-6)=98.21Mpa<[σ 容]=172.5Mpa 剪应力τ=1.5Qmax/A=1.5*153.3*103/0.01=23 Mpa<[τ 容]=95Mpa 所以，采用WRU13-575型钢板桩强度满足要求。 3.6支撑和围檩的验算 3.7 基坑的隆起验算 3.8 基坑底管涌验算 双壁钢围堰施工实例1 自XX长江大桥首次成功采用钢板桩围堰管柱基础修建深 水基础成功后，钢板桩围堰在20世纪50、60年代在我国桥梁 深水基础施工中得到了广泛的应用。但采用钢板桩围堰受水 位控制，施工周期长，一般均需两个枯水期，有的甚至更长 。为此我国在20世纪70年代九江长江大桥施工时首创了双壁 钢围堰这一新的围堰形式，仅用一个枯水期就完成了3个深水 基础施工，使桥梁深水基础施工达到了一个新的水平。 1、能承受较大水压、因此能尽可能的提高抽水水位，基本上 能全年施工； 2、双壁钢围堰结构刚性大，能承受较大的压力； 3、双壁钢围堰结构简单，工序单一，施工简便，围堰在水中 以灌水下沉，主要工作是拼装； 4、双壁钢围堰顶部的施工平台，能承受较大的施工荷载，可 为后期施工提供较大的便捷； 5、钢围堰上部能重复利用。 双壁钢围堰主要优点： 双壁钢围堰主要结构形式 ： 矩形、圆形、异形 主要施工方法： 一、先安装钢围堰，再利用钢围堰平台进行桩基施工； 二、先施工桩基，再安装钢围堰； 三、施工桩基的同时进行钢围堰安装； 钢围堰加工： 根据施工计划、场地、运输条件等采用 在工厂或工地现场加工。对主要焊缝采用探 伤检查并作煤油渗透试验。 双壁钢围堰施工实例： 一、云万路汤溪河特大桥； 二、南充下中坝嘉陵江大桥； 三、泸州茜草大桥； 主墩基础设计为16根φ300cm桩基础，深度达52m。根据墩位处施工水深 大、河床陡峭的实际情况(水深高差达12m)，因地制宜的对常规双壁钢围堰 结构进行了改进、创新，采用矩形异型高低刃脚钢围堰进行施工，同时设置 隔仓板，呈阶梯状浇筑封底砼；钢围堰在现场加工，采用导向船安装。 汤溪河特大桥：(先围堰后桩基) 施工实例：汤溪河特大桥 现场加工钢围堰、钢护筒 施工实例：汤溪河特大桥 采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰 施工实例：汤溪河特大桥 采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰 施工实例：汤溪河特大桥 采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰 施工实例：汤溪河特大桥 整体拼装成型的钢围堰，着床稳定后安装钢护筒 施工实例：汤溪河特大桥 在钢围堰内设置的隔舱板，将封底砼浇注成台阶状，以 减少混凝土数量。 施工实例：汤溪河特大桥 利用钢围堰及钢护筒形成钻孔平台，进行桩基施工 施工实例：汤溪河特大桥 桩基检测合格后抽水、剥桩，施工承台 施工实例：汤溪河特大桥 南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为2×160m下承式钢管 混凝土刚架系杆拱桥，主墩处施工期间正常水深为6～8m。 南充下中坝嘉陵江大桥:(先桩基后围堰) 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 桩基设计为10根φ2.5m 钻孔灌注桩，承台尺寸为 25m×10m×5m，顶标高均 位于枯水期常水位以下， 底面平均嵌入岩层2.5m。 主墩基础结构形式： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 根据现场的实际情况及 设计要求，按照清除覆盖层 →水下爆破→搭设钻孔平台 施工桩基→安装钢围堰→施 工承台的顺序组织施工。 施工准备 覆盖层清除 水下爆破，清渣 搭设钻孔平台，施工桩基 搭设支架，安装钢围堰 浇注封底砼，施工承台 总体施工方案： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 靠近顺庆岸的4号墩采用钢管桩 搭设同河堤顶面等标高的施工平台， 以满足设备、材料的运输及钻孔平台 、钢围堰的安装需要； 位于江中心的5号、6号主墩在水 下爆破清渣后采用水上浮吊直接安 装钢护筒形成钻孔平台，在桩基施工 完成后，利用钻孔平台搭设支架悬拼 安装钢围堰并浇注封底砼，最后抽水 施工承台。 总体施工方案： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 水上施工设备： 常规施工设备 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 水上施工设备： 浮箱平台 小型汽车轮渡 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 水上施工设备： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 4号墩施工平台： 采用振动锤插打钢管 桩作为承重立柱，其上搭设 贝雷桁架、型钢形成平台， 以满足施工需要。 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 清除覆盖层： 长臂挖机清除覆盖层 采砂船清除覆盖层 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 水下爆破： 采用在钻爆平台上用潜孔钻机成孔、导管护壁，通过合理布置炮眼间 距、控制单段最大药量的分段微差起爆，达到了爆破效果，同时经西南交大 现场检测，爆破振动速度满足国家规定的安全值，对岸边建筑物的影响控 制在了允许范围内(爆破墩位离最近的建筑物距离为114m)。爆破完成后采 用长臂挖机清渣。 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 长 臂 挖 机 出 渣 水下爆破： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 钻孔平台安装： 5号、6号墩钻孔平台 直接采用钢护筒互相连接 加固后形成，利用水上浮 吊及定位架进行安装，用 型钢将各护筒连接加固形 成整体，为确保钻孔过程 中平台的稳定性，在护筒 底部浇注1.0m厚的水下砼 形成板筏以固定护筒。 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 4号墩 钻孔平台 钻孔平台安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 巴南路D9采用 钢护筒作为承 重平台施工水 中基础 类似桥梁施工： 广元白水桥采 用钢护筒作为 承重平台施工 水中基础 类似桥梁施工： 兰渝铁路嘉 陵江大桥采 用钢管桩平 台施工水中 基础 类似桥梁施工： 桩基一批成孔： 常规的桩基施工每个主墩一般 分为二批或者三批成孔，由于本项 目各主墩均进行了水下爆破，桩基 全部嵌入岩层且岩层完整性较好， 综合考虑后采用10根桩基一次性冲 击成孔。 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 钢围堰设计为 27.6m×12.6m的矩形双 壁结构，壁厚1.2m，按 5.0m+6.0m二层制作，总 高度为11.0m，每层平均 分成14块，通过隔舱板 将围堰平均分成14个互 不相通的隔舱，以便注 水下沉时调整钢围堰的 重心及竖直状态。 钢围堰结构设计： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 4号墩钢围堰安装： 4号墩利用施工平台上 组拼的贝雷梁桁架及6 组精扎螺纹钢吊点(每 组吊点由2根Φ32精扎 螺纹钢、上下螺母、1 台60t液压千斤顶及分 配梁等构成)进行组拼 、安装，通过6台千斤 顶的同步顶升、回油 实现钢围堰的整体下 放。 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 4号墩钢围堰安装： 第一层钢围堰悬挂安装 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 拼装完成 的第一层 钢围堰。 4号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 采用六组精扎 螺纹钢吊点通 过千斤顶同步 缓慢下放第一 层钢围堰。 4号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 第二层钢围堰 拼装接高 4号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 在钻孔平台( 钢护筒)上直 接搭设支架悬 拼安装钢围堰 ，用8组精扎螺 纹钢吊点整体 下放入水 5、6号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 第一层钢围堰拼装 第一层钢围堰整体下放 5、6号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 5、6号墩钢围堰安装： 第二层 钢围堰 接高 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 5号、6号主墩 原拟采用在 浮箱平台上 拼装第一层 钢围堰，然后 浮运至墩位 处利用支架 整体安装。 5、6号墩钢围堰安装： 施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 施工实例：泸州茜草长江大桥 主桥为128+248+128m矮塔斜拉桥 两个主墩及一 个交界墩位于长江 主河床内，枯水期平 均水深在10m左右， 河床基岩面呈倾斜 状且凹凸不平，最深 的V形槽达25m深，且 局部基岩高出承台 底标高3m。 利用导向船、定位船安装钢围堰。 施工实例：泸州茜草长江大桥 在驳船平台上安装钢围堰及下放入水 施工实例：泸州茜草长江大桥 钢围堰吸泥下沉及采用锁口钢管对V形槽进行处理 施工实例：泸州茜草长江大桥 抽水后施工承台 施工实例：泸州茜草长江大桥 其他施工实例： 利用钢护筒形成支架悬拼安装钢围堰 钢围堰拼装成型后，利用大型浮吊整体吊运安装 其他施工实例： 利用钢管桩平台拼装钢围堰 利用大型龙门吊拼装钢围堰 其他施工实例： 钢围堰整体浮运 其他施工实例： 1、钢围堰加工，分块尺寸根据施工条件确定(如运输条件、起 吊设备吊重能力等)。 2、钢围堰应考虑抽水时围堰体的浮力，若钢围堰自重不能满足 要求，可采用在刃脚内浇筑混凝土或其他配重方式。 施工注意事项： 3、着床后钢围堰的稳定性，需对刃脚与河床面的空隙进行处理 ，特别是对倾斜、不平整的河床面的处理。 4、封底混凝土的质量控制：浇筑厚度、浇筑顺序、对钢护筒结 合面的处理等。 2021-2-19 208 双壁钢围堰施工技术方案 19#过渡墩及20#主墩 1．工程概况 本标段全部为桥梁工程，由南、北岸引桥和主桥组成，主桥采用 246m+125m的独塔双索面斜拉桥，塔墩固结体系，主跨为分离式钢箱梁，副 跨为分离式混凝土箱梁，基础采用圆形承台+群桩基础；引桥分别为两联 (32.5+60+32.5)m跨北岸大堤及规划大堤变截面连续箱梁及36m～43mPC现 浇箱梁。下部采用RC实体花瓶墩。北引桥桥墩基础采用4根直径1.5米的钻孔 灌注桩；南引桥桥墩基础采用2根直径2.0米的钻孔灌注桩。 主桥19#过渡墩承台位于XX主河道中，水下承台、墩柱采用方形双壁钢围堰 施工方案。承台平面尺寸为（30.225m×9.1m）哑铃型，承台高4.0m，围堰尺寸 采用（32.125×12.6）m长方形。河床顶面标高+5.426m，承台底标高为 +1.040m。设计水位为16.5m，水深11.1米。钢围堰顶标高控制为17.540m。 主桥20#主墩承台也位于XX主河道中，水下承台、墩柱采用圆形双壁钢围堰 施工方案。承台平面尺寸为直径26.0m圆形，承台高6.0m，围堰尺寸采用直径 30.0m圆形。河床顶面标高为+10.518m，承台底标高+3.443m。设计水位为 16.5m，水深6米。钢板桩顶标高控制为17.0m。 2．水位，地质状况介绍 2.1、水文条件 XX6-8月份为丰水期，11月至翌年2月为枯水期。汛期XX水位升幅较大，常淹没 两岸的低洼地区。XX设计防洪水位为+16.50m，警戒水位为+19.0m，保证水位为 +19.60m；最高通航水位+19.16m，最低通航水位+10.82m，枯水期水位在+12.5m 左右，方案设计时，施工水位按+16.5m考虑。 2.2、地质条件 五河定淮XX大桥横跨XX。桥位区附近地貌单元分别为XX冲积平原的河漫滩 、一级阶地及江淮波状平原的二级阶地，地势平坦，河水平静，水面开阔，河宽约 344m，主河槽最大水深13m，流速4.0m/s。承台处涉及地层主要为：软土、粉砂、粉 土、细砂、粘质黄土、砂质黄土、砾石土、卵石土、全风化岩泥岩、强风化泥岩、弱风 化泥岩等。 根据设计单位提供的XX特大桥工程地质报告显示，钢围堰埋深范围内地质 情况为：①层 软土，深灰色，流塑，主要由淤泥质粉质粘土和粉土组成。 高程为6.7m ~ 4.0m。 ②层 细沙，灰色，饱和，松散，稍密，局部夹粉质粘土和粉土薄层。 高程为4.0m ~ -7.9m。 3．双壁钢围堰结构设计 五河XX水流平稳，风浪较小，钢围堰围堰是为承台施工而设计 的临时阻水结构，通过围堰侧板和封底混凝土封水，为承台施工提 供无水干躁的施工环境，同时侧板作为浇筑封底混凝土和承台混凝 土的侧模。 3.1、主桥双壁钢围堰结构说明 3.1.1）19#过渡墩围堰 3.1、主桥双壁钢围堰结构说明 3.1.2 ）20#主墩围堰 20#主墩承台围堰采用圆形双壁钢围堰的结构形式，围堰设计顶标高 +17.048m，设计底标高1.548m，围堰总高度15.5m，入土深度7.0m（河床标高 10.548m，考虑2m的冲刷）。主桥承台尺寸为直径26.0×6m，围堰壁板内轮廓 较承台外边缘各边外扩50cm，内径为27.0m，围堰壁厚1.5m，外径为30.0m， 在高度方向分为2节，分节高度为7.7m+7.8m=15.5m，围堰每节段分8个块体， 块间用5mm厚钢板设置隔仓板，单块钢围堰吊装重量最大22.5t。块与块之间、 节与节之间相连均采用焊接。 钢围堰分为内外面板,水平桁架,内外面板背楞等几部分组成。围堰壁板 内一定范围内灌注混凝土加强其整体刚度。壁板底端高2.0m的刃脚范围内局 部加强，在钢围堰壁板上设置4个直径为60cm的连通管。 封底混凝土厚2.0m，采用C20水下混凝土。 围堰内外壁钢板厚8mm，面板竖向主龙骨纵肋采用∠75×50×6角钢， 间距35cm；横向主龙骨壁板桁架采用∠75×8角钢，横向主龙骨间的水平环板 采用8mm钢板加强；桁架焊接在水平环板上，桁架层距0.5m∽1.2m，壁间斜撑 采用∠63×6角钢。 3.1、主桥双壁钢围堰结构说明 20#主墩双壁钢围堰布置图 3.1.2 ）20#主墩围堰 3.2、双壁钢围堰结构布置 双壁钢围堰为全焊水密结构，其主要结构如下： (1)井壁与内桁架 围堰周围由内外两层钢壁组成，内外壁钢板厚度均为8mm。 钢围堰沿周围布置2道共512根竖向∠75×50×6角钢作为竖向主 龙骨，主龙骨的间距为35cm。四座钢围堰横向主龙骨均采用 ∠75×8角钢，高度方向每隔50cm一道，中间采用8mm扁钢作 环向肋加固。壁内斜撑采用∠63×6角钢，主龙骨与斜撑组成水 平环行桁架，使内外壁形成整体。 (2)隔仓 为保证围堰在水中悬浮阶段于井壁内灌水下沉时的稳定，以及 沉落至河床时能分仓灌水或灌混凝土，以适应河床面的高差和 调整围堰的倾斜度，在单个围堰环向分为8块，两端头设置隔仓 板，在平面上分成8个互不相通的仓。隔仓板壁厚5mm。 (3)刃脚 围堰底部200cm设置刃脚，底部用∠160x100x12角钢包角。 (4)其他配置 ①吊点：在每块围堰上部设置加强吊点，用它整体起吊入水， 底节钢围堰整体起吊时共设置4个主吊点。 ②兜缆锚耳：在钢围堰外壁上焊接锚耳，用它拢住前后兜缆， 防止兜缆松弛时被刃脚压住或互相缠绕，锚耳高度以水面上2m 为宜。 ③内外连通管：为保持围堰在接高、下沉、定位施工作业时内外 水位的平衡，在最低水位附近围堰下游方向，穿透内外井壁设置 两个φ250mm的钢管，钢管与井壁间密焊。钢管伸入围堰端设有 法兰并配有钢板堵头，可根据需要由潜水员开闭堵头板。 (5)填壁混凝土 为保证双壁钢围堰有足够的钢度和下沉重量，并考虑施工完毕 后的拆除方便。双壁钢围堰内壁填充C15混凝土，并在河床以上 部分每3m设一道砂夹层。 1）过渡墩承台双壁钢围堰总体布置图 2）主塔承台双壁钢围堰总体布置图 4．施工计划 本合同段主桥19#、20#水下承台双壁钢围堰施工，总体计划1个半月完工，开工 日期计划为2011年4月25日，6月10日左右结束。 4.2、机械设备安排 4.1、施工工期 4.3、人员安排 5．施工计划 5.1、总体施工顺序 （1）按照设计图纸要求在岸边加工场地上加工各分块钢 围堰； （2）拆除钻孔平台，并接高承台外圈钢护筒； （3）利用70t履带吊搭设围堰拼装平台； （4）将已加工完成的底节钢围堰用平板车拖运到临时拼 装位置，并锚固； （5）利用70t履带吊组拼双壁钢围堰第一节，组拼过程中 必须注意焊缝质量； （6）第一节钢围堰组拼完成后，安装围堰悬吊系统及第 一层导向系统； （7）将第二节未拼装的双壁钢围堰拖运到墩位，定位、 锚固、组拼第二节钢围堰； （8）利用70t履带吊接高第二节钢围堰； （9）在墩位四周抛设定位锚，打设定位桩； （10）提升钢围堰30cm，拆除钢围堰拼装平台； （11）下沉钢围堰至自浮状态； （12）采用长臂挖机开挖钢围堰水下基坑； （13）在围堰壁内注水，利用自重使钢围堰下沉着床，并 实时安装第二层导向系统； （14）水下灌注钢围堰壁内混凝土，并通过在钢围堰壁 板内灌砂土以及利用空气吸泥机吸泥的下沉措施，使 钢围堰下沉到设计位置，精确定位，锚固； （15）采用吸泥机清理围堰内基底残积淤泥和砂； （16）抛填块石，浇筑水下封底混凝土（C20）； 5.2、钢围堰加工制作工艺 5.2.1胎模制作 为满足工厂化施工要求，提高钢围堰加工精度，形成规模化流水线生产在钢结构 加工场地内布置四个胎膜。胎模底座设计成水平，在场地硬化时预埋地脚螺栓，顶部以 钢围堰外直径加工成弧度，纵横向间用∠75×8角钢焊接成整体。 5.2.2钢围堰单元模块加工 钢围堰加工精度、焊接强度应满足要求。整体拼装前应对钢围堰块件进行验收，按 设计图纸要求对结构焊缝进行检查，内、外壁板对焊接缝通过煤油渗透试验，否则渗漏 处必须补焊。施焊成型并经逐层检查焊接质量并做水密性试验后方可下水。 5.3钢围堰的拼装 5.3.1拼装标准 各模块在设计时就应该有足够的强度、刚度、在组装成整体后要确保其稳定性 。结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400，结构表面隐蔽的模板，挠度 为模板构件跨度的1/250，钢模板的面板变形最大不超过1.5mm，钢模板的风棱、 柱箍变形允许为3.0mm。 5.3.2 拼装工艺 桩基施工完成后，拆除钻孔平台及中间妨碍钢围堰安装及下沉的钢管桩及其之间 的平联斜撑。 测量放样好承台底面，围堰底面，承台顶面，围堰顶面等标高及中线。 钢围堰在施工平台上采用人工配合履带吊进行拼装。将各基本单元体拼装，焊成 一个圆形薄壁钢结构浮体。准确放出各单元体轮廓位置，然后沿周边逐件拼装，操作时 要随拼装，随调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。 拼装完毕后，用2台70T履带吊同时起吊，将钢围堰整体吊装下水，经测量定位后 下锚固定。 5.3钢围堰的拼装 5.4钢围堰下沉 5.4.1钢围堰下沉前的准备工作 （1）围堰落河床工作应尽量安排在水位低，流速小时进行。围堰落河床前对墩位处 河床进行一次全面的测量，若与预计不相符，不能满足围堰落河床后使围堰进入稳 定深度及围堰露出水面的高度时，则应根据实际情况，调整围堰落河床时高度，以 满足围堰落河床的各项要求。 （2）清基，将钢围堰内基底残积淤泥和砂全部清理，保证钢围堰就位之处基本平整 。 （3）在河岸边，根据设置的桥墩护桩，安置全站仪观测站，作为钢围堰下沉过程中 的全过程观测，随时调整钢围堰下沉的正确位置。 （4）围堰落河床前，应对所有起吊设备，吊点结构以及各种导向设备进行一次全面 检查和调整，确保各方面工作能顺利进行。 （5）由于起吊设备能力的限制，将钢围堰合理分节，以适应吊重要求。为保证钢围 堰制作质量，每节钢围堰分8块在工厂加工，然后转移至工地，陆地上焊接，然后进 行煤油渗透试验。 （6）围堰内侧安装钢护筒整体吊装的导向支架，在外侧用油漆作刻度标记及钢围堰 对接时的控制标记。 5.4.2钢围堰底节下沉控制 用70t履带吊将钢围堰底节，缓慢吊起约30cm，通过调整吊点位置及千斤顶长度控制钢围 堰大致水平吊至墩位处后，逐渐下落，定位安装导向系统，将钢围堰固定在导向系统上，同时 ，随时调整钢围堰位置，放松吊点，使钢围堰缓慢平稳地下水。 每下降一定深度后，全面检查是否有漏水现象，若发现漏水，须吊起补焊，补焊时应铲除原 有焊缝金属，烤干后重新电焊，采用堆焊的方式补焊，补焊后，继续下降，直至吊点全部放松 ，围堰自浮于水中，经全面检查合格后方可拆除吊点。 钢围堰在下沉时，应注意带紧刃脚底部的临时拉缆，防止围堰被水冲斜，随着围堰的逐渐下 沉，应慢慢调整底部及顶部拉缆，保证钢围堰正确下沉。 处于悬浮状态的钢围堰，采取分舱对称灌注混凝土加重的方 法，让钢围堰下沉。一般情况下，每次分舱对称灌注混凝土的 总量能使钢围堰下沉到焊接面距水面约2m处，方便电焊的高 度为宜。 焊接节段钢围堰吊运至设计位置后，采用两台70T履带吊水 平环向对称对钢围堰进行接高。用悬浮节钢围堰顶上的拉缆通 过10t手拉葫芦，作适当转动，使焊接节钢围堰顺着导向设备 缓慢下降，下降过程中，作业人员随时观察围堰外侧油漆对接 标记及导向设备是否对拢，若发现不对拢，须重新吊起调整， 同时作业人员应注意观测是否有卡壳现象，如果有，应及时告 诉指挥人员，停机处理。 两节钢围堰对拢后，焊接节钢围堰的全部重量几乎还是由履 带吊承担，此时工作人员应检查上下两节围堰的接缝是否密贴 ，各隔舱分隔线是否对齐，岸上的仪器观测人员通过仪器检测 上下两节是否在同一条直线上，检查无误后，电焊工开始焊接 。电焊结束后，应用煤油对焊缝进行渗透试验，检查焊缝的水 密性，如有渗漏应及时补焊。 上述工作结束后，对钢围堰位置及吊装设备进行定位测量和 全面检查，检查合格后，放松吊点，使钢围堰缓慢下降，每下 降一定深度，亦要全面检查是否漏水，若发现漏水必须吊起补 焊后方能继续下水，直到吊点全面放松，钢围堰自浮于水中， 全面检查合格后，方可拆除吊点。 当灌注隔舱混凝土数量达设计位置，单靠钢围堰自重无法下 沉到位时，隔舱需对称加水使之下沉。 钢围堰在下沉过程中 ，岸上仪器观测站应随时进行跟踪观测并通报观测结果，以便 采取相应的措施。 重复以上工作，直至焊接高度达设计施工要求。 现场拼焊钢围堰质量控制方法如下： ①直径尺寸和垂直度控制。在将底节围堰调平后，利用垂球 将底节中心线上引，利用上引的中心线来控制围堰上口半径， 半径误差控制在5cm以内。 ②围堰拼装时要求上、下隔仓板对齐，各相邻水平环形角钢 对齐，下、下竖向肋角允许不对准，但必须和水平环形角钢焊 牢。内、外壁板拼缝不能对接焊时，允许采用搭接焊或贴板焊 接，但必须满焊，并保证水密。 ③焊缝检查。所有壁板和隔仓的焊缝，必须做煤油渗透试验检 查，并对不合格的焊缝进行修补。 5.4.3钢围堰焊接接高下沉 5.4钢围堰就位 围堰就位后，接高一节围堰，并采用大功率抽水机分别往围 堰四个仓内灌水使其下沉至河床，当最后一节钢围堰焊接接高 下沉接近设计位置时，应停止下沉，对钢围堰的位置进行定位测 量工作。 钢围堰下沉后的下一步工作就是正式定位，正式定位测量采用 前后交会定点和全站仪坐标定点控制围堰的位置，钢围堰的垂 直状态测量，则是用水平仪测量钢围堰水平高差，推算围堰中心 与墩位中心偏差不超过围堰高度的1/50。 根据测量结果，调整锚缆绳，使钢围堰处于设计位置，调整围 堰上下的缆绳，使钢围堰置于垂直位置，调整导向系统，使围堰 中心与墩中心基本上重合。 钢围堰的位置、垂直状态测定后，继续在钢壳内灌水下沉致 设计位置，然后固定，使钢围堰受水冲动。 当确认钢围堰有一点已经接触岩面，就不能再继续下沉，避免 钢围堰下沉倾斜，安排潜水员进行水下作业，检验钢围堰刃脚的 着床情况，必要时采取措施进行清基或封堵，确保围堰的就位稳 定与施工安全。 此时钢围堰基本处于悬浮状态，填妥后，再次进行测量检查，确 认无误后，向钢围堰隔舱内灌水压重，使钢围堰稳妥地支撑在岩 面上，在钢围堰刃脚与岩面其他缝隙较大地地方使用水泥沙包 填住，尽量避免围堰外泥沙流入，以保证清基。 纵、横各精确定位的位置与设计的偏差应视河床情况而定。 落河床时墩位处河床由于冲刷而高差较大时，应视情况抛小片 石进行调平，使围堰刃尽可能平衡着床。 为防止钢围堰下沉就位后在水流冲击、船只轻微碰撞等情况下 发生移位，钢围堰必须进行可靠定位，以确保万无一失。双壁钢 围堰定位采用双保险，钢围堰外部采用通过卷扬机和水中（或岸 上）锚碇来牵拉定位，钢围堰内部采用钢管来卡位固定。 围堰下沉安装后的允许偏差为：①标高：±15mm；②模板内 部尺寸：±30mm，两对角线的差异±1%；③轴线偏位：±15mm ；④倾斜度：0.3%H且不大于20mm（H为承台高度）。 围堰落底就位，检查平面位置符合要求后，进行双壁钢围堰内填壁施 工。对称浇筑8个双壁钢壳仓内混凝土，施工时采用全站仪进行全过程监 测，若存在围堰偏位时可通过调整混凝土灌注进度进行适当的平衡性调整 ，直至混凝土灌注全部完成。 混凝土强度采用C15（泵送），坍落度为16～18cm，缓凝时间为12h ，一次性对称浇筑完成。 5.6填充壁内混凝土 封底混凝土灌注是围堰施工成败的一大关键，能否一次封住，直接决定了 钢围堰的成败。主要难点是水下混凝土灌注面积大，而且水位不稳定。 为了保证混凝土质量，在施工中采取以下措施： ①围堰定位后至水封前，每天测量其平面位置，观察围堰是否稳定； ②水封前潜水员逐一对钢护筒四周进行检查，以确保封底时围堰底板不 漏混凝土。 5.7钢围堰封底混凝土的灌注 5.7.1导管布置 按照灌注水下混凝土的方法用多根导管施工，导管选用直径为φ300mm的标准刚性 导管，导管底口距底板25cm，导管长度按8m考虑，灌注半径约为3m。 5.7.2封底混凝土灌注 封底混凝土灌注采用逐根筑堆、及时补料的原则，首灌封底采用拔塞工艺。灌注顺 序先周围导管，再中部导管。采用两台HBT80型输送泵同时输送混凝土，一次性灌注完 成。要求泵送混凝土且缓凝时间不小于24h，坍落度为18～22cm。 为保证封底混凝土质量，要求混凝土供应连续不间断进行并且尽可能在35小时内完 成。 顶面标高按设计承台底0.3m控制，允许偏差0~+20cm。封底面积较大，施工时在围堰 内按1.5×1.5m方格布置多个测点，在灌注过程中随时用测绳进行测量，掌握混凝土的 流动情况便于及时调整导管的埋深。 当导管下口混凝土顶面接近控制标高时，加大测量频率，特别是对相邻导管的交界 面、管桩四周、围堰内侧等位置，根据所测结果有针对性地进行各导管混凝土灌注，力 求混凝土顶面均匀平整。当测点达到规定标高后，终止该处混凝土灌注，上拔导管冲洗 收集。 为了增加封底混凝土与钢护筒之间的粘接力，在每条钢护筒外壁围焊Φ16钢筋，高 度方向每50cm一道。在下水前要先行焊好。 5.7钢围堰封底混凝土的灌注 5.8钢围堰施工作业时的注意事项 （1）精心设计制作钢围堰，要具有足够的强度、刚度和稳定 性，模板拼接缝密贴不漏水，满足施工需要。 （2）抓好加工安装的过程控制，严格控制钢围堰的加工质 量，防止变形，有利定位。 （3）钢围堰在定位下沉中，采用8台水泵同时灌水下沉， 避免钢围堰倾斜。 （4）封底采用双导管布设，节省了时间，保证封底质量。 （5）吊装钢围堰作业，施工单位、船舶及人员较多，指定 专人指挥，严禁多头指挥。 （6）吊装作业期间，警戒船现场警戒，指挥来往船舶慢速 通过； （7）严格遵守有关起重操作规范。 （8）现场总指挥与起吊指挥经常在一起，与其它各分项工 作的负责人用对讲机通讯联系及及时进行协调指挥。 （9）钢围堰提前拼装为整体，采用履带吊及导向系统一次 下沉就位，减少作业程序。 （10）采用精密水平仪、全站仪和GPS定位仪测量放样， 保证承台位置的准确性。 （11）封底混凝土浇筑过程中，控制好混凝土的流动性和 导管底端的净高，使首灌漏斗的混凝土下落时将导管底端 埋入混凝土中不少于0.5m。 （12）派专人定时观测施工期间的潮位变化，掌握其规律 ，合理确定封底混凝土的浇筑时间，将潮位变化对施工的 影响降至最低。 （13）钢围堰的堵漏采用特制弧形封板，做到不漏混凝土 ，灌注封底混凝土时加强监测，测点在管桩四周、相邻导 管的交界面、侧模内侧加密布置，其余以1.5×1.5m作网点 ，确保混凝土封底一次成功。 （14）承台施工时由于钢围堰迎风、迎水面积较大，必须 加强其稳定性，避免船舶与承台碰撞。 6．安全生产 6.1危险源的综合预防、控制措施 6.1.1对危险因素要采取“两个控制”，即前期控制、施工过程控制 6.1.2加强安全生产的综合管理。 6.1.3切实加强安全交底制度的落实 6.3人员落水安全措施 6.2钢围堰吊装安全措施 6.4预防物体打击安全措施 6.5机械设备使用安全措施 6.6安全用电措施 6.7施工现场防火措施 双壁钢围堰施工设计计算书 19#过渡墩 1.设计依据 1、徐州至明光高速公路安徽段两阶段施工图设计文件； 2、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2004） 3、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ25-86） 4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000） 5、《公路桥涵地基基础设计规范》(JTG63-2007) 6、《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 7、《钢结构连接节点设计手册》（中国建筑工业出版社） 2.设计条件 ⑴双壁围堰顶面标高：+17.54m ⑵围堰底面标高：-1.46m ⑶封底砼底标高：-0.46m ⑷封底混凝土厚：1.5m ⑸承台顶面标高：+5.04m ⑹承台底面标高：+1.04m ⑺设计防洪水位：+16.5m 3.双壁钢围堰构造说明 XX大桥19#墩承台围堰采用双壁钢围堰，围堰结构形式为哑 铃形，围堰设计顶标高+17.54m，设计底标高-1.46m，围堰总高度19.0m，入土 深度6.886m（河床标高5.426m，考虑2m 的冲刷）。承台长为30.225m，宽为9.1 m。围堰壁板内轮廓较承台外边缘各边外扩5cm。围堰壁厚1.2m，在高度方向分 为2 节，分节高度为9.6m+9.4m=19.0m，围堰每节段在平面分12 个块体，单块 重量最大26.5 吨。 钢围堰分为内外面板、水平桁架、内外面板背楞等几部分组成。围堰壁板内 一定范围内灌注混凝土加强其整体刚度，壁板底端高1.5m 的刃脚范围内局部加 强。封底混凝土厚1.5m，采用C20 水下混凝土。 围堰壁板厚 8mm，面板纵肋采用∠75×50×6，间距40cm（内外纵肋在围堰 底部加密，间距为20cm）。钢围堰壁板桁架采用双∠75×8。水平环板采用10mm 钢板，桁架焊接在水平环板上，桁架层距1.0m～1.2m。设置三层内支撑，上两 层内支撑采用φ600×10 钢管，最底层采用φ820×10 钢管。 4.钢围堰设计荷载及工况 ⑴钢围堰设计荷载取值： ①封底砼容重：26kN/m3 ②水的浮力：10kN/m3 ③静水压力：10kPa ④流水速度：4m/s ⑵钢围堰设计荷载组合： 水平方向：静水压力+流水压力 垂直方向：钢围堰自重+配重+封底砼自重+浮力 ⑶钢围堰设计计算控制工况 钢围堰在混凝土封底后抽水阶段，壁板的受力最为不利，因此需要对此 工况下的钢围堰各构件的应力及变形情况进行验算分析。抽水完成后还需 要对体系抗浮稳定性和封底混凝土的抗拉强度进行验算。 5.结构计算分析 5.1 水流力计算 5.2 平台结构计算 采用 Midas civil 对双壁钢围堰 进行整体建模计算，模拟钢围堰 内抽水工况。双壁钢围堰中的面 板、环板用板单元进行模拟；面板 纵肋、水平环向桁片采用梁单元 模拟。模型如下图所示： 5.3 计算结果汇总 为了使围堰下放到位，需在隔舱内灌 砂及浇注一定高度混凝土。围堰内抽 水时，保证围堰隔舱内有6.0m 高的混 凝土且剩余部分全部灌满水。 围堰自重 G1=3878kN； 刃角混凝土重：G2=4110 kN； 6.0m 的混凝土重：G3=16442 kN； 围堰中水的重：G4=12121 kN； 围堰所受浮力：p=11667kN； 围堰所受侧摩阻力： F=175.7×6.886×20=24211 kN； 围堰抗浮系数为：（G1+G2+G3+G4）/ （p+ F）=1.02 满足要求。 5.4 钢围堰下沉验算 5.结构计算分析 5.6 混凝土封底稳定性验算 封底混凝土采用 C20 水工混凝土。取封底混凝土的一条（3.3×2.7）m3 进 行混凝土的抗拉强度验算，封底混凝土厚度为1.5m。 条状混凝土抗弯模量：W=2.7×1.5×1.5/6=1.01m3 作用在混凝土梁上的线荷载：q=129.6×2.7=349.9KN/m 弯矩：M=3.3×3.3×349.9/8=476KN.m 混凝土的抗拉强度：M/w=476/1.01/1000=0.47MPa<1.1MPa 封底混凝土抗拉满足要求。 从以上对钢围堰进行整体建模计算结果可知，其各构件应力均满足要求。 钢围堰下沉验算、抗浮稳定性稳定性验算、混凝土封底稳定性验算也满足要 求。 5.7 计算结论 5.结构计算分析 主墩承台双壁钢围堰计算书 20#主墩 1.设计依据 1、徐州至明光高速公路安徽段两阶段施工图设计文件； 2、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2004） 3、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ25-86） 4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000） 5、《公路桥涵地基基础设计规范》(JTG63-2007) 6、《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 7、《钢结构连接节点设计手册》（中国建筑工业出版社） 2.平台构造说明 2.1 构造说明 主墩钻孔平台设计尺寸为 30.0m×30.0m，顶标高为+19.5m 与栈桥齐平，平 台四周利用支栈桥1、2 环绕作为履带吊行走、吊装平台，支栈桥1、2 跨径分别 为10.5m、9.0m。主墩钻孔平台采用钢管桩平台，钢护筒利用φ273×10mm 钢管 作为平联兼做泥浆循环管，钢管桩间利用平联、剪刀撑连成整体，钢管桩为φ600 ×10mm 钢管，设计计算时按摩擦桩考虑。采用贝雷作为承重梁，共设两层分配 梁，顶面铺设1cm 花纹钢板形成平台，具体详见下图： 2.平台构造说明 主墩钻孔平台侧面布置图 主墩钻孔平台立面布置图 2.2 钢材允许应力取值 根据规范要求，钻孔平台作为临时 结构，各刚构件容许取值如下： 钢管桩及型钢（Q235）容许弯应力 [σ]=1.3×145=188.5MPa，取 188MPa， 容许剪应力 [τ]=1.3×85=110.5MPa，取 110MPa。； 贝雷片杆件（16 锰钢）容许弯应力 [σ]= 273MPa，需用剪应力[τ]= 208MPa； 3．荷载及工况 3.1 计算荷载 3.1.1 钻机荷载 桩基钻孔施工拟采用 YCJF-25 钻机，根据钻机参数，钻机主机重+配重+钻 杆重≈270KN。按均布荷载计算。 3.1.2 履带吊荷载 考虑 70t 履带吊自重+40t 吊装重量，按均布荷载计算，分别考虑在栈桥桩 顶横向跨中吊装、栈桥桩顶横向偏载吊装、在栈桥纵横向跨中吊装、栈桥纵向跨 中横向偏载吊装四种工况。 3.1.3 集中制浆区荷载 泥浆荷载压力按 25KN/m2 在平台泥浆存放区满布。 3.1.4 材料堆放荷载 材料堆放荷载压力按 10KN/m2 在平台材料堆放区满布。 3.1.5 其他施工荷载 其他荷载包括钻孔施工过程中平台顶面摆放的发电机房、箱式变压器、泥 浆净化器、小型施工器具等，统一按照3KN/m2 均布荷载计。该部分荷载在平台满 布。 3.2 荷载组合 钻机荷载（6 台）+履带吊荷载+制浆区荷载+材料堆放荷载+水流力+其他施工荷载 4.结构计算分析 4.1 水流力计算 4.2 平台结构计算 4.2.1结果汇总 4.2.2 钢管桩受力计算 综合考虑，单根钢管桩所受最大竖向力取554.6kN，按此 计算钢管桩入土深 度，钢管桩的顶面标高为17.214m。 根据《徐州至明光高速公路安徽段两阶段施工图设计文 件》知，主墩墩钻孔 平台处取ZK-13 地质钻孔资料来计算桩入土深度，统计 该标高以上土层性质如表 4.结构计算分析 4.3 支栈桥结构计算 4.3.1 结果汇总 4.3.2钢管桩受力计算