南水北调中线干线工程建设管理局天津分局 天津 300380
摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，在水利工程中，钢板桩围堰得到了广泛应用。钢板桩围堰施工技术不但快捷方便，而且防渗效果好，已广泛应用于水围堰施工中；详细介绍了钢板桩围堰不同支护机构的计算方法，详细展示了钢板桩围堰施工的工艺流程，为类似钢板桩围堰施工设计提供参考。
关键词：钢板桩围堰施工；工艺流程；支护结构计算；施工技术
引言
在我国国民经济的发展过程中，水利工程建设有着至关重要的作用，所以要针对水利工程做好切实有效的优化和改善工作，对整体水利灌区进行切实有效的改造工程，并充分优化相应的施工技术，有针对性的应用钢板桩围堰导流施工技术，能够呈现出更为显著的施工效果，在实践的操作过程中，使相应技术得到更广泛的应用，这对于整体工程的建设质量和安全性有着决定性影响。所以，要高度重视该技术的应用情况，并制定出切实有效的施工方案，以此使整体工程的施工质量满足相对应的标准。
1工程简介
某大桥为既有桥梁拆除及重建工程，新桥为一座跨航道刚构桥，主墩承台位于河道中，承台尺寸为（19.6×8.8×4）m，河岸高程为+6.1m，承台底标高为-2.348m，承台下除了8根直径2m的新桥桩基外还有6根直径1.5m的老桥桩基干扰，给施工带来很大的难度。经过分析与比选，最终决定采用钢板桩围堰法进行水中承台施工。
2钢板桩围堰结构设计
2.1设计计算方法
钢板桩围堰施工中，结构入土深度相对较大，在此情形下土体会对围堰形成嵌固作用，具体为围堰上端的内撑作用，以及下端的嵌固支承作用。由于内撑对钢板桩围堰是强性支撑并不是完全刚性。因此创建假定条件，即内撑对于钢板桩产生的是刚性支撑作用，通过此方式确定圈梁承受的反力，随后将其作用于内支撑，分析钢板桩强制支座位移，最终可求得钢板桩的内力与应力。基于等值梁法针对钢板桩围堰展开计算分析时，在原有的钢板桩围堰基础上做出优化，选择的是常用土压力等于零点的位置，将其取代正负弯矩转折点。关于土压力强度的计算，不容忽视的是板桩墙与土的摩擦作用，选择板桩墙前、后各自的被动土压力，在此基础上乘以修正系数。
2.2钢板桩围堰的设计及计算
根据承台尺寸，承台边与围堰内边保持约1m距离作为施工作业空间，钢板桩围堰设计尺寸为22m×11.2m，共布置两道水平、环向支撑体系。采用材质SY390的SP-IV型长度15m的钢板桩，围檩采用双拼I56工字钢，围堰内对撑和斜撑均采用外径630mm、壁厚8mm的钢管。相对于一般钢结构，钢板桩围堰的计算内容除了要对各结构构件的强度、刚度及稳定性进行验算外，还需额外增加钢板桩入土深度计算、围堰整体抗浮验算、基坑底土隆起验算、基坑底部管涌验算及封底混凝土的厚度验算。计算荷载主要有结构自重、水压力、土压力、流水压力及基坑周边建筑物或者重型设备作用于土体表面的压力。
2钢板桩围堰施工
2.1钢板桩围堰的施工准备
（1）对钢板桩进行规范分类，以保证钢板桩井然有序，例如在购买和生产钢板桩时，企业应对钢板桩按规范进行的类型和生产质量的验收，以确保其满足施工需求，经严格检验后，技术人员对验收合格的产品进行分类、对不合格的产品进行返工或返厂处理。（2）对钢板桩的锁固进行认真验算。
检定人员在对钢板桩进行检测的时候，要严格按照国家规范要求和操作流程进行，一板一眼，不余漏洞，同时按照相应制度对钢板桩各个环节进行监督，以保证钢板桩可满足施工要求。除此之外，还要对钢板桩的锁口进行重点检查，对不符合要求或变形的，维修人员将其与合格钢板桩分开放置。这些不合格钢板桩可通过焊接进行处理。（3）在钢板桩使用过程中，处于施工工艺的要求，有些钢板桩可能不符合实际施工需要，这里的使用需求只是指钢板桩外形尺寸的要求，这时的处理方法是将钢板桩有效对接，确保其整体尺寸可满足工艺要求。（4）在围堰施工过程中，要预先6处板桩孔洞，以保护板桩，避免在施工过程中受力过大而变形。此外钢板桩还要采用其他措施提高性能，例如采用旧棉絮和石灰对钢板桩进行封堵，用以提升钢板桩的防渗水平。
2.2钢板桩插打
根据现场土层条件和地形，插打钢板桩选择DZJ-90型振桩锤，配合55t履带吊组成打桩机，履带吊停在离打桩点约7m左右的地点，侧向施工便于测量人员观察。钢板桩的插打采用单独打入法。从岸边已完成的一排钢板桩的一角开始，先打入角桩，角桩的位置要准且垂直度要＜1%，以第一根角桩为基准，再向轴线的对角点逐根插打钢板桩。钢板桩插打要随时以导梁为准，检查所打的钢板桩的位置是否准确、垂直度是否合格，并及时实施纠偏。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后5片时先插后打，若合龙有误用倒链或滑车组对拉使之合龙，合龙后再逐根打到设计深度。
2.3拔桩方法
（1）静力拔桩。优点是设备简单只需要卷扬机或千斤顶，成本较低；缺点是作业效率较低，有时不能将桩身拔出。（2）振动拔桩。通过相关机械震动，带动钢板桩一起震动，在这震动过程中将钢板桩拔出，由于震动作用减少了桩身阻力，从而提高了拔桩的成功率。（3）冲击拔桩。利用蒸汽和空气大气压为原动力，结合打桩机的原理，使得钢板桩收到向上的打击力，与此同时运用卷场机将桩身拔出。（4）液压拔桩。这种拔桩方法与液压静力沉桩相反，以相邻桩身作为支撑获取拔桩力；这种方法的优点是操作简单，缺点是施工速度慢。
2.4钢板桩围堰施工技术要点
（1）遵循设计方案中的工艺流程，有序完成各环节施工作业，每次体系转换应足够合理，确保在任何工况下受力体系都满足要求。（2）准确设定位桩、安装定位横梁。（3）施工中振动锤功率≥90kW，产生的激振力≥90t。（4）为确保固檩和支承的稳定性，在安装之前需做好准备工作，测量各支撑标高，在该区域的钢板桩上通过焊接的方式增设托座钢托架，合理调节各托架顶面高程，使其满足同一平面的要求。（5）所有斜撑和横向支撑与钢板桩应密贴。若因施工偏差，则可加垫钢板后焊接。（6）在展开封底混凝土施工前，要做好钢板桩与封底混凝土的隔离作业，在二者间设置土工布，施工结束后可以有效将钢板桩拔出。（7）钢板桩围堰施工最突出的难点在于渗水问题，因此要在锁口刷涂适量黄油。（8）钢板桩围堰施工需做到24h监测。钢板桩设置有4面边墙，为之设置适量观测点，要求各测点间距均为2m，观测的位速率≤2mm/d，整个施工环节的累计值≤0.4%H（此处H为基坑开挖深度），超出该规定，应立即停止施工采取相应措施。
结语
综上所述，在水利灌区改造工程中有效应用钢板桩围堰施导流技术是至关重要的，在具体的操作过程中，要把握相关方面的实施原则，针对施工材料进行科学合理的控制，强化导流与围岩施工技术的管理，使相应的施工技术能够得到有效应用，在最大程度上提升钢板桩围堰技术的应用效果，以此为水利工程效益的有效提升做出应有的贡献。
参考文献：
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