水中橋梁樁基礎工程中的鋼板樁圍堰施工技術研究

摘要：鋼板樁作為一種常見的圍堰支護施工技術，為水中橋梁基礎的建設提供了施工平臺，為施工安全保障提供了保障。在論述橋梁樁基礎工程中鋼板樁圍堰施工技術相關問題基礎上，分析了其在橋梁施工中的具體應用，討論了鋼板樁圍堰的結構受力情況，并對鋼板樁施工的主要工藝和質量控制措施進行闡述。

關鍵詞：橋梁樁;基礎工程;鋼板樁圍堰;施工技術

0" "引言

隨著道路橋梁施工技術發展，水中鋼板樁圍堰施工技術在大型橋梁建設中得到了廣泛應用，在具體施工中，如何確保鋼板樁圍堰質量安全成為人們關注的重點。在橋梁建設施工中，運用鋼板樁圍堰能有效提高施工效率，在眾多深基坑支護技術中，鋼板樁支護因其綠色環保、節約造價、養護工期短及性能穩定等優勢在城市橋梁深基坑支護得到廣泛應用。

1" "圍堰施工概述

圍堰是指在項目建設過程中，為永久性建筑物的建造而建造的臨時圍護結構。它的功能是防止水和沙子進入建筑物的施工現場，從圍堰中排干水、挖基坑并建造建筑物。深基坑主要用于溝渠施工，不容易傾斜，在主體施工完成后需要將其拆除。水中基礎和承臺的施工會受到水土壓力、滑坡、水土沖刷等威脅，需要修建圍堰，將其作為臨時性安全結構。圍堰具有優良的擋土防水性能，在施工結束后可對其進行拆除，避免對水流和航行產生影響。

2" "鋼板樁圍堰設計

2.1" "鋼板樁圍堰特點

傳統的圍堰施工技術包括土圍堰、土袋圍堰、竹（鐵）絲籠等，主要適用于水深小于4m、流速小于2m/s的小型橋梁施工。

鋼板樁圍堰是一種比較先進的圍堰技術，適用于流速較快的深水基坑。鋼板樁在工廠預制，整體剛度大，擋水性能好，基礎施工完成后可以將其拔出后循環使用，對環境影響也比較小。

2.2" "主承臺鋼板樁圍堰設計

鋼板樁是一種帶鎖口的型鋼，其截面分為直板和槽型兩種類型。圍堰的控制通常由兩個固定樁的位置決定，定位樁是在兩個鋼板焊接工字鋼作為施工引導。在施工中不僅要了解各項裝置的尺寸和材料，還要考慮鋼板樁的總長度、入土深度及應力，同時要按照圍堰內吸泥的設計標準完成對鋼板的打設。鋼板樁圍堰整體構造如圖1所示。

主承臺鋼板樁圍堰需要自上而下設計，共計三道。其中，第一道設計使用雙拼工字鋼，距離鋼板樁頂端1.95m;第二道工字鋼與第一道的距離應保持在3.5m左右;第三道繼續使用雙拼工字鋼，與第二道距離保持在3.0m，同時距離封頂面為3.7m。其中，內支撐設計要采用2道直徑為 529mm 的鋼管，鋼管之間的距離為6.5m。在具體的施工環節中，首先應對第一道、第二道圍檁和支撐結構進行施工，隨后安裝鋼板樁圍堰。當清基開挖后，經過封底與抽水后，再安裝第三道圍堰與支撐結構。

2.3" "雙排鋼板樁受力分析

在深水區域圍堰的鋼板樁可采用雙排結構。雙排結構鋼板樁具有更大的剛度和穩定性，可抵抗更大的水土壓力，兩排鋼板樁之間可以采用拉桿或型鋼連接。其受力經歷3個階段：第一階段打入鋼板樁并對雙排安裝支撐;此時樁的內部、外部和雙排之間的水位平衡，受力相互抵消。第二階段抽掉雙排樁之間的水，進行防滲處理，其內外兩側受壓，如圖2a所示。第三階段將鋼板樁內側即橋梁基坑施工一側的水排掉;此時鋼板樁內側不受力，而外側受力，如圖2b所示。

3" "鋼板樁圍堰施工總體控制

在項目施工中，工程人員應堅持由近到遠施工的原則，使用履帶起重機與振動錘配合擊打鋼板樁。先對靠近平臺側的鋼板樁進行施工，再對遠離平臺側的鋼板樁進行施工，最后做好兩側自上游向下游合龍。

在具體施工環節，技術人員要嚴格控制樁的垂直度，并做好定位和雙向垂直度檢查，確保施工位置準確，防止由于出現位置偏差而導致鋼板樁豎直下沉。應做好鋼板樁圍堰平面設計，將其規劃為矩形結構。需要重點關注圍堰縱向與橫向是否出現轉角，當出現較為明顯不穩的轉角時，應做好定型角樁控制。

在具體應用中，需要將2根鋼板樁焊接在1根角樁上，以形成三角形結構，從而提高其整體穩定性。設計的角樁必須穩定，并將合龍安排在橫向或縱向的一邊上，根據現場施工作業條件，也可選擇在圍堰角樁的位置上合龍。

為確保圍堰整體安全，應對承臺結構采取水下清基方法，并做好水下封底操作。應用抓斗進行淤泥清理，采用泵吸反循環法，對承臺基坑進行開挖作業，提高清基效率。將基坑內的泥沙被運送到指定地點，確保施工作業的穩定性與連續性。

安裝鋼板樁圍堰時，在內部混凝土墊層承臺的底部周圍設置數個匯水處，以排出圍堰中的水。如果封底混凝土強度符合要求，則可以進行樁基檢查、承臺鋼筋綁扎、板支撐以及混凝土澆筑。在混凝土養護階段結束時，從底部往上地取下圍堰，并取下拉森板樁。

4" "鋼板樁圍堰施工要點

4.1" "鋼板樁施工

4.1.1" "導向架安裝

施工過程中，為保證施打板樁墻的平整度和沉樁的垂直度，設置好由導梁和導向柱所組成的導向架后，方可開始施打鋼板樁。導向架是確保打樁質量的一大關鍵因素，其需具備足夠的硬度和強度。在安裝導向架時，導梁的具體位置不能與鋼板樁之間相干涉。導梁高度應適合控制鋼板樁的施工高度，合理利用水平儀或全站儀，適度調整并控制導梁位置。

4.1.2" "鋼板樁插打

在施工過程中，最關鍵工序是插打鋼板樁。在插打鋼板樁前，應明確標注各鋼板樁所需打樁的具體位置。在中間鋼板樁位置垂直，兩側以焊角鋼為導向，以此保證沉樁的時不發生偏移。插打鋼板樁應嚴格遵守調整合攏、插樁正直、分散即校的施工要點。墩鋼板樁圍堰結構布置如圖3所示。

4.2" "安裝內支撐

為了開挖和支撐基槽，可以使用鏟斗容量為1.3m3挖掘機開挖。采用鋼制橫向壓縮梁和鋼管支撐方法來支撐基槽的兩側。設計圖規定鋼帶梁的位置包括垂直距離。先要確定梁位置，再用分層開挖方法將工字鋼安裝在鋼支撐下方1m，鋼段和鋼段通過焊接連接，每個鋼段之間的距離保持在2.5m，并及時做好相關抽水和防漏水工作。

4.3" "圍堰抽水與防滲

在施工前應對鋼板樁進行滲漏檢測，尤其是鎖口部位。每間隔1～2m對樁進行松緊試驗，檢查其密實度。在施工過程中如果發生滲漏，比較輕微時可以等待降水完成后處理。如果滲漏點在鎖口部位，可用黏土進行封堵。滲漏嚴重且水位較深時，可以使用堵漏劑或者沙袋封堵止漏。

在將鋼板樁圍堰釘入鋼板樁之前，應將黃油和鋸末混合并涂在緊鎖裝置上，以減小阻力，并提高防滲漏性能。如果鎖口中仍然有漏水，則必須使用棉絨堵塞鎖口內部，以進一步降低水壓對鋼板樁的影響。抽水時，需將木屑和礦渣的混合物噴灑到外部漏水口上。

4.4" "水下封底控制

鋼板樁的偏移包括縱向和橫向。對于縱向偏移，可以將樁端處理成楔形（類倒三角），調節土壓力進行糾偏。傾斜度較小時，可利用卷揚機等設備將鋼板樁向反向拉伸再繼續插打。

利用鋼圍堰與鉆孔樁護筒作為支撐，并在鋼護筒的槽口上鋪設工字鋼作為主要承重梁，在橫向分配梁上鋪 10mm 木板，將其作為封底施工平臺。封底混凝土需要采用 C30 水下混凝土，厚度為 150cm。封底混凝土應采用分塊澆筑施工法，在圍堰范圍內布置水下混凝土導管。

在混凝土澆筑時，應對導管接頭質量進行控制，做好接頭質量與數量控制，以滿足連續澆筑要求。封底的順序為周邊到中間，并依次開球封口。根據混凝土頂面上升情況控制分配混凝土的流向，使混凝土在圍堰范圍內滿足均勻上升條件。水下混凝土澆筑需要重點做好高差控制，并對混凝土的擴散情況進行觀察。在導管移位前，需要保證澆筑區域混凝土鋪滿，防止出現漏澆。

水下混凝土澆筑高度應控制在承臺以下20cm處，并需對混凝土的強度進行測試，當混凝土強度達到設計要求后，倘若圍堰抽水作業完成，則需在封底混凝土的上部支立模板，將 20cm 厚度的混凝土作為找平層。

在最終封底前，應指定專業技術人員對鋼板樁圍堰底座的具體情況進行檢查，確保封底部分平整，達到預期澆筑要求。封底完成后，需要對混凝土的強度進行檢查，當其強度標準達到 80%以后，則開始抽水作業。當抽水達到承臺頂50cm 位置時，需要安裝第三道圍檁，明確鋼板樁與導框之間是否牢固，避免抽水時發生意外事件。

4" "施工問題及處理措施

鋼板樁支護技術優勢十分明顯，在城市橋梁工程得到廣泛的應用，其具體特點包括以下4點：

4.1" "施工簡便且節能環保

鋼板樁支護構造簡單，拆裝方便，不需要經歷混凝土的澆筑和養護過程。同時使用鋼板樁具有節能減排的效果。混凝土施工過程中，會產生大量的污染物，而使用鋼板樁則不會有此問題。

4.2" "有利于降低施工成本

可以多次周轉使用鋼板樁支護，能重復使用多次，可節省大量資金，有利于減少材料消耗和降低施工成本。

4.3" "有利于保障施工進度

鋼板樁材料市場供應充足，施工工藝成熟，施工完成后無須養護，便可進行下一道工序，有利于保障項目施工進度。

4.4" "支護穩定牢固

鋼板樁鋼板剛度大，抗變形能力強，不僅性能穩定，而且支護牢固。

5" "結語

在橋梁建設施工中，運用鋼板樁圍堰能有效提高施工效率，在眾多深基坑支護技術中，鋼板樁支護因其綠色環保、節省造價、養護工期短及性能穩定等優勢在城市橋梁深基坑支護得到廣泛應用。

本文在論述橋梁樁基礎工程中鋼板樁圍堰施工技術相關問題基礎上，分析了其在橋梁施工中的具體應用，討論了鋼板樁圍堰的結構受力情況，并對鋼板樁施工的主要工藝和質量控制措施進行闡述，可為類似工程提供參考。

參考文獻

[1] 張雙洋.深水大跨橋梁水中墩鎖口鋼管樁圍堰施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2021（12）：101-104+164.

[2] 殷緒敏.通航河段卵石覆蓋層條件下橋梁主墩鋼圍堰施工[J].科學技術創新，2021（33）：135-137.

[3] 母旭彪，鄭春雨，李紅，張鵬，衛康.大直徑卵石和致密砂巖地"質下深水鋼板樁圍堰施工技術研究[J].公路，2021，66（10）：204-209.

[4] 徐翔.鋼板樁圍堰技術在橋梁施工中的應用研究[J].交通世界，2021（27）：69-70.

[5] 高明慧.深水橋梁基礎鎖扣鋼管樁圍堰應用技術研究[J].國防交通工程與技術，2021，19（5）：48-52+77.

[6] 楊斌財.深水橋梁埋置式主墩承臺雙壁鋼圍堰施工[J].廣東公路交通，2021，47（4）：155-159.

[7] 張志永.巴河特大橋主墩承臺鎖口鋼管樁圍堰施工關鍵技術[J].工程質量，2021，39（3）：31-34.

[8] 余金水.橋梁承臺鋼板圍堰施工技術——以廉首大橋工程為例"[J].建筑與預算，2020（9）：82-84.