浅析某工程钢管桩围堰施工技术

　　摘要：以某工程钢管桩围堰施工技术为实例，就整个施工方案的总体设施工过程，钢管桩围堰施工，以及对钢管桩围堰施工流程等做了详细阐述。
　　关键词：钢管桩；围堰施工；施工技术
　　1工程概况
　　益宁路新运粮河桥为1～20m空心板，桥中心里程为K1+377.5，全桥宽41.5m，横断面布置：5.5m（人行道）+30.5m（车行道）。上部结构采用C50预应力砼空心板，板高95cm，桥面现浇层为10cm厚钢砼。下部采用薄壁式桥台，桩径为130cm的钻孔灌注桩基础，由十四冶西山区益宁路道路工程项目承建。
　　由于本工程施工承台处在运粮河中，因此施工难度较大，在2009年8月12日召开了甲方组织了施工方案的论证会，即方案一：修改设计，增加跨距避让河道；方案二:拆除北岸局已建污水管道并加大桥的跨距；方案三：维持现有设计，采用构筑围堰进行承台施工。经对几个方案的技术经济论证，会议确定用采用方案三的围堰施工。
　　2施工方案的总体设计
　　根据工期紧及工地现场的实际情况、施工组织设计的总体进度计划和工期安排，结合我单位技术装备水平和现有设备、人员情况，我单位在益宁路新运粮河桥施工中拟采用如下施工方案：
　　0号桥台桩及1号桥台桩的水中钻孔灌注桩采用围堰填土设置固定平台施工方案，平台与岸边通过钢桩围堰填土连接，最后形成类似于陆上钻孔作业，并在0号桥台及1号桥台两边同时进行施工作业。
　　水下承台、台身采用钢管桩围堰施工方案：0号、1号承台各设一个水中钢管桩围堰，围堰宽2米，高6.5米，围堰长度为顺河方向41.5/cos30=48米，考虑上游封堵长度及下游疏导长度，长度最短需54m。根据坐标位置预留河水面宽5.2米。
　　选用长12米，Ф219×12mm焊接钢管作基桩（见计算部分），打设两排形成宽度为2米的钢管桩围堰。防渗主要用土工布包裹沙袋堆填，必要时用选用钢板宽1.0m，长3.5米，厚0.6cm强化防渗，桩基施工及围堰形成后，进行钻孔桩施工。
　　桩孔桩施工完后，围堰两边同时进行分台阶开挖承台基坑，并作相应支护，围堰内边距离承台边各为1.5m，使承台施工具有相对安全的作业平台。
　　根据此桥的水深、水文、地质等相关情况，我们对各类施工方案进行综合比选后认为：采用钢管桩围堰施工方案，该方案与其他方案相比，具有工艺简单、施工期间临时占用水面较小、安全、施工风险易于控制等诸多优势。
　　3钢管桩围堰的设计
　　钢管桩由插入土中的部份桩体支承开挖后侧面土及其它各种荷载的作用，钢板还起到防渗流作用。通常在桩顶设置锚固或在围堰内外侧设置多层支撑构架以确保整体稳定性。钢管桩截面选用主要考虑其支护深度，土质及周围水深的情况。钢管桩围堰要确保支护稳定并满足自身材料强度刚度要求。设计一般从以下几个方面加以考虑。
　　①简化作用在钢管桩上的各种力(土压力、水压力等)；②计算稳定所要求的钢管桩入土深度；③考虑到众多影响因素的不确定性,采用可靠的安全系数（至少1.5）；④按结构理论计算在土压力、水压力等作用下的桩体弯矩、剪力分布并验算钢管桩和支撑构件的强度、刚度；⑤钢管桩的稳定标准为不发生倾覆。
　　4钢管桩围堰施工
　　4.1钢管桩围堰施工流程
　　测量放线→制作钢管桩架→钢管桩吊装就位→定位并打入钢管桩→搭固定脚手架→装填沙袋构筑围堰→填土压实围堰平台→承台基坑开挖→承台和台身施工→拔除钢管桩及清理河道。
　　（1）钢管桩打设
　　目前灌注桩平台清理到离水面0.5米高，以便于桩管施工。
　　a)打引导桩
　　为保证桩的垂直性，先用长6米的φ273×10作为引导钢管桩，采用25吨吊车带桩帽配合人工的方式进行打设，按照布线位置打入河道，直到水面留0.8米为止。间距按照设计图布置两排桩。内侧基坑开挖的钢管间距1米，靠近河边钢管间距2米。
　　b)正式管桩打入
　　再用φ219cm×12mm的钢管桩，长度12m，钢管采用25吨吊车配合人工的方式进行打设，顺引导管打入，直到设计深度（插入持力层6.5～7米），两排钢管间距为1.0米（长）×2.0米（排间隔）。φ219cm×12mm打设完后，拔出引导桩。以此循环进行。（见平面施工图）
　　按照设计从上游到下游两边可同时施工，以缩短工期。
　　（2）钢管桩的连接
　　用6米的脚手架通过抱箍紧扣钢管，（见连接大样图）建立水面至钢管顶端（两排）的纵横连接并建立工作平台，保证围堰钢管稳定和装填沙袋的工作安全，还可增加围堰整体稳定性。
　　两围堰间（6米）用Φ219×12焊接钢管作横斜撑连接（沿围堰长方向每隔6米，垂直方向水面至设计钢管顶建立两层），防止围堰在开挖后时发生向河道倾斜和水平移动。(见图)
　　
　　（4）装填沙袋及填土建立围堰平台
　　从钢管桩的一端顺着河水的下游进行填沙袋施工，临近水边用土工布包裹沙袋，减少水的渗透，并把水及淤泥向上下游排出，压实形成宽两米的围堰平台。
　　膜袋充填材料选择用渗透性差的粘土，装袋饱满度75%。
　　膜袋采用防老化晴纶(PP)编织土工布，单位质量不小于200g/m2，撕破强力≥0.16kN。
　　围堰的渗漏主要有三个部位：堰体与原河床接触面；堰体与岸坡接触面；膜袋与膜袋之间。特别是前两个部位，是破坏力最大，也最危险的地方。
　　防渗的主要措施有:
　　①采用粘土作为装填料，分层立体交错铺至设计高程，利用其含泥量大、自身致密性好、透水能力差的特点，自身防渗。
　　②膜袋之间容易形成渗水通道，一方面不要将袋中粘土充填得太满，让膜袋自身调整挤密；另一方面，也可在膜袋之间塞填粘性土后，再覆盖编织土包。
　　③在堰体迎水侧从堰顶铺设两层土工编织布至堰脚，并深入河底，编织布用砂包梅花状压面固定；在塑料编织布搭接处，则要用粘土包密铺压实。
　　④基坑开挖面用高1.5米（高）×1.2米（宽）×6毫米钢板或1220×18×2240mm细木板作为挡板挡住软泥的流动。
　　（5）承台基坑开挖

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