鐵路橋梁水中墩鋼板樁圍堰施工工藝分析

蔣濟兵

摘 要：近年來我國越來越重視鐵路行業的發展，鐵路工程項目數量和規模不斷擴大，在這種情況下，在鐵路橋梁水中墩鋼施工中，鋼板樁圍堰施工技術應用十分廣泛，而且取得了較好的成效。由于鋼樁樁圍堰施工技術十分復雜，而且具有較強的繁瑣性，這也對其施工質量有了較高的要求。因此在鐵路橋梁水中墩鋼施工過程中，需要掌握鋼板樁圍堰施工工藝要點，確保整個工程項目質量的提高。

關鍵詞：橋梁；墩鋼板樁；圍堰技術

中圖分類號：U448 文獻標志碼：A 文章編號：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

在鐵路橋梁基礎施工過程中，橋梁水中墩鋼板樁圍堰施工作為其中重要的組成部分，其施工質量會對整體橋梁的質量帶來直接影響。因此在實際施工過程中，需要掌握鋼板樁圍堰施工工藝要點，并對每一個施工環節的質量進行有效把控，通過科學的施工和質量管理，以此來確保鐵路橋梁工程的質量，更好的提高我國鐵路橋梁建設的水平。

1 鋼板樁圍堰施工技術的優勢

1.1 鋼板樁圍堰施工工藝的速度快

在鋼板樁圍堰施工中，由于采用的是振動打樁法，使鋼板樁打入速度較快，在較短時間內就能夠完成鋼板樁圍堰施工。相較于現場浮沉和沉箱施工技術，利用鋼板樁圍堰法有效的實現施工時間的節約，全面提高施工效率。

1.2 鋼板樁圍堰比較安全可靠

鋼板樁產品十分成熟，無論是截面強度和剛度都較大，利用內支撐來加強整體強度。同時采用統一的鋼板樁截面，檢算方法十分簡單。在施工過程中，能夠根據現場地質水文情況來快速實現內支撐形式的設計，并對其安全性能進行檢算。而且還能夠根據具體的觀測情況來隨時對內支撐結構進行增強，以此來保證鋼板樁圍堰施工的安全性。相較于鋼套箱圍堰這種整體的廣場，同時還要涉及到其他結構，計算具有復雜性，一旦施工條件發生變化，需要重新進行設計，基于這種對比來看，鋼板樁圍堰施工技術具有較強的優勢，而且圍堰設計更具安全性和可靠性。

1.3 鋼板樁施工成本相對較低

在具體施工過程中，應用鋼板樁圍堰施工技術時，施工單位通常會采用租賃的方式，這樣可以有效的減少資金的投入量?；阡摪鍢蹲陨砜箯澞Ａ亢蛣偠榷驾^大的情況，同時支撐能夠周轉使用，因此在施工過程中需要支撐的結構相對較少。通過采用履帶吊和振動錘來對鋼板樁施工，所需施工設備不多，而且這些設備還能夠在其他鋼管樁和支架等項目中進行應用，設備利用率較高。在鋼板樁圍堰施工中，由于施工工藝相對簡單，單個構件體積和重量不大，不需要較多的施工人員，施工成本相對較低。

2 鋼板樁圍堰施工的施工工藝

2.1 施工準備

通常情況下鋼板樁在工廠內完成加工制作，運至現場后，需要對其進行詳細檢查、丈量、分類和編號，并重點對鎖口進行檢查，將黃油涂抹在鎖口處，這樣在插打過程中可以有效的減少摩阻力，同時增強其防滲性能。針對于存在彎曲、破損和鎖口不合的鋼板樁，要采用冷彎、熱敲、焊補、接長等方法進行整修。

2.2 測量定位、插打定位樁、布設導向框架

通過準確進行測量定位，將定位的鋼管樁打下到鋼板樁圍堰的四角，并將牛腿設置在鋼管樁上，同時進行導向框的布設。

2.3 鋼板樁插打

在鋼板樁具體插打施工開始之前，需要在導向框內對每一片鋼板樁的位置進行精確標注，并在某一段中間一片鋼板樁位置兩側進行角鋼的焊接，以此來作為小導向，避免鋼板樁出現左右移位的問題。打下過程需要在儀器監控下進行。由于中間一片鋼板樁作為兩側鋼板樁的重要依托，因此在插打時需要確保其具有較好的垂直性，并基于兩側對稱的原則，將若干片鋼板樁打入，打下足夠多的鋼板樁，在達到較好的穩定性情況下，則可以從一邊連續插打鋼板樁。當吊起鋼板樁后，要利用人力對其進行扶持，將其插入到前一塊鋼板樁的鎖口內，整個過程中動作要保持緩慢，避免對鎖口造成損壞。待插入后，可以稍微松下吊繩，使樁利用自身的重量滑入。對于插入困難時，則可以利用滑車組強迫插樁，避免拉力過大情況發生，當插入一定深度后且達到較好穩定后，才能對其進行錘擊。在具體對鋼板樁插打過程中，鋼板樁鎖口與鎖口之間存在較大的縫隙，這樣在下端土擠壓作用下，鋼板樁與相鄰已插鋼板樁之間的方向容易發生傾斜，因此在實際施工過程中，需要隨時對其垂直度進行測量，并對鋼板樁的傾斜度進行有效控制。對于存在偏移的情況，可以利用倒鏈糾偏，但一次糾偏不宜過多，需要通過反復多次糾偏來減少偏移量。對于倒鏈糾偏拉不動的情況下，則需要利用滑輪組來進行糾偏。

2.4 鋼板樁圍堰的內支撐設置

對于主墩承臺的鋼板樁圍堰，需要經過具體的驗算來確定設置水平內支撐的數量和標高。對于內支撐設置時間，也需要根據實際施工情況，通過受力驗算來確定具體的設置時間。如果需要設置4道水平內支撐且分次設置的情況下，需要在鋼板樁圍堰合成后，立即進行頂層內支撐的設置，這樣對于提高鋼板樁圍堰抽水過程中整體受力效應具有非常重要的作用。由于在鋼板樁圍堰抽水過程中，板樁需要承受來自于內側和外側的壓力差，為確保施工的安全，當抽水至第二層內支撐標高時，則需要保證第二層內支撐設置完成。第三層內支撐宜在抽水至第三層內支撐標高后，同時水下封底砼達到設計強度，這種情況下進行第三層內支撐設置。當抽水至承臺頂部時，則設置第四層內支撐，設置完成后則可以進行下道工序的施工。在內支撐設置時，需要按照測定的標高在鋼板樁圍堰內壁焊接內支撐圈梁的三角支撐。對圈梁進行起吊和水平安放，做好連接固定工作，利用鐵塊或是硬木墊塞滿梁與板樁之間的空隙。水平支撐安裝時吊車與人工要良好配合，并對水平支撐和圈梁進行焊接固定，構成平面桁架結構。當內支撐設置完成后，對基坑進行抽水作業，利用挖機開挖至承臺底，并對基坑內的滲水量和鋼板樁變形情況進行檢查，在情況正常狀態下，則對基坑進行封底。在封底混凝土澆筑作業時，確保澆筑的連續性，而且避免接縫產生，封底混凝土澆筑施工要一次性完成。

2.5 鋼板樁圍堰合攏

在對鋼板板圍堰合攏過程中，合攏處的兩片鋼板樁要保持一高一低。利用滑車組在處理合攏時上小下大的問題，確保合攏樁兩邊距離與鋼板樁寬度相等。待接近平行狀態時，則插入合攏樁，并打入到設計標高。

2.6 基坑回填及內支撐拆除

待承臺和墩身混凝土施工完成后，則可以進行墩身模板拆除工作，同時對基坑進行回填，拆除鋼板樁圍巖內支撐。當基坑積水抽干后，圍繞墩身周圍進行回填，在回填作業時要與拆除內支撐交替進行施工。在拆除內支撐時，先用人工清理支撐回填土，利用乙炔對斜撐與圍檁連接部位進行割開，利用履帶車將斜撐吊出，然后利用乙炔將圍檁之間及圍檁與鋼板樁之間的連續逐一割開，并吊出。再繼續進行填土至圍檁內支撐高程，并拆除該道內支撐，如此作業直接施工完成。

2.7 圍堰拆除

圍堰拆除時應由下游開始，由堰頂至堰底，背水面至迎水面，逐步拆除。用挖泥船將土方裝上運泥駁外運到指定拋泥場拋棄處理，防止對水面環境的污染。拆除鋼板樁時，應先將鋼絲繩割斷，槽鋼橫檔割下后，在下游找一組或一塊較易拔除的鋼板樁，選用60t以上的打撈船將起重鋼絲繩套住鋼板樁頂部向下2m位置，然后利用起重卷揚機適當收緊，接著用船頭壓載倉的水翻到船尾壓載倉，使扣住鋼板樁的鋼絲繩受力，當起重鋼絲繩受到額定受力時，停止翻水，等一段時間，鋼板樁出現上移松動后，便可輕松拔出。打撈船拔松鋼板樁后，由可轉向的鋼絲繩挖泥船將鋼板樁完全拔出，清洗干凈后按序吊裝上運輸船外運。對于個別鋼板樁打撈船無法拔出或拔斷，可先用挖泥船將鋼板樁四周的泥掏空，然后再拔或由潛水員潛水套鋼絲繩后再拔。

2.8 圍堰監測

利用全站儀定期對鋼板樁頂進行檢測，并利用測試儀表進行數據采集，實現對樁頂水平位移和樁身變形的有效監測。在圍堰支撐施工過程中，會在內支撐頂部安裝鋼弦應變計，利用綜合測試儀來對其應變進行測讀，針對鋼材本構關系來對其支撐應力進行換算，并對支撐軸力進行具體計算，從而完成對鋼板樁自身內力的監測。另外，還要對腰梁、對撐應力和水痊等情況進行有效監測，以此來確保施工的安全性。

3 鐵路橋梁水中墩鋼板樁圍堰施工質量控制

在鋼板樁施工質量控制過程中，需要重視打樁過程，即要對打樁的力氣進行控制，同時做好樁帽安裝工作，以此來避免敲擊時破壞樁頂的情況。在鋼板樁插找時，要隨時檢測垂直度，一旦垂直度出現偏差時，則要進行修正。即在實際敲打過程中，當打下深度規定要求的一半距離時，則對垂直度進行檢測，及時發現偏斜的問題，并撥出樁體重新插入。在具體圍堰施工過程中，一旦圍堰外圍水位低于里面水位時，則需要抽出圍堰內的水，抽出后對其進行封閉，在抽水過程中要及時封堵鋼板樁漏水的部位，從而使圍堰內圍和外圍水位保持平衡關系，確保施工的安全。

4 結束語

在鐵路橋梁水中墩施工過程中，利用鋼板樁圍堰施工技術，不僅有利于加快施工進度，而且能夠有效的降低施工成本。鋼板樁圍堰施工技術具有安全、快捷、環保和造價低的特點，而且能夠多次重復使用，有利于實現資源的節約，因此在當前實際鐵路工程項目中通過應用鋼板樁圍堰施工落后地技術，在確保工程質量的同時，還與可持續發展要求相符，有利于全面提升鐵路橋梁水中墩的施工技術水平，更好的推動鐵路建設事業的健康、持續發展。

參考文獻：

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