汾江河堤防钢板桩围堰施工实践

1.工程概况
　　佛山市区北堤整治第一期工程上起环卫码头，下至佛山管桩厂码头，总长2.679km。工 程横断面如图1所示：
　　工程所在地地质情况：从上往下为人工填土层、第四纪冲淤积层、第四纪残积层和第三 纪风化基岩，其中人工填土全堤段均有分布，厚0.8～5.8m，分素填土和杂填土，大部分地 段稍经压实；第四纪冲淤积层为淤泥质土和粉细砂层，厚1.6～15.8m，呈灰、深灰色，局部 含腐植物或大量腐木。挡土墙及其桩基础建在第四纪冲淤积层上。
　　2.围堰设计方案
　　2.1原围堰设计方案及其特点
　　原设计围堰采用就地开挖料填筑，堰顶高程2.5米，堰顶宽2.0米；外江常水位为2.2米 ，堰脚高程在－3.0米左右，挡水深度在5～6米间；迎水坡背水坡坡度均为1:1.5，迎水坡采 用砂包铺砌护脚、护面。
　　经测量放线，填土围堰布置于接近河中心，缩窄了航道，堰体挡水高度较大，基础为透 水性强的粉细砂，原设计围堰不安全。
　　在图纸会审研究后，经业主、设计、监理、施工四方研究决定全部采用钢板桩围堰。
　　2.2钢板桩方案
　　①钢板桩的选用
　　根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用的拉森 Ⅲ型钢板桩，拉森Ⅲ型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：W=1600cm3，g=6 0kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度9～12M长，要求钢板桩入土深度达桩长0 .5倍以上。
　　②打桩设备
　　投入钢板桩打拔桩机2台用于施工。打拔桩机为挖掘机（KATO1250）加振动锤改装而成 ，振动锤为日本产NPK－HP－7SXB型，激振力200kN。
　　3.围堰施工经过
　　钢板桩围堰施工正式从2003年1月开始，施工顺序为：修整施工道路～打钢板桩～基坑 开挖～桩基础～挡土墙底板～挡土墙墙身～墙后回填～拔钢板桩。开始施工时，投入了530 根钢板桩，可围成200M长基坑，但后来发现进度不理想，主要是钢板桩数量不足，不能及时 提供基坑工作面，使挡土墙施工常处于等待状态。便于2月份开始增加投入一倍的钢板桩， 开辟两个工作面：从头尾两端同时向中间施工推进，每个工作面安排一台班时间施打钢板桩 ，节约了钢板桩的占用时间，20天左右完成400M长挡土墙，至5月份全部水下堤岸工程施工 完成。
　　4.钢板桩围堰施工方法
　　4.1单桩逐根打入法施打钢板桩
　　①先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用 钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。
　　②准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。
　　③单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大，基础较深的地方采用12M长的桩。
　　4.2拔桩
　　原则上挡土墙施工完成后就可拔桩。施工中我们在完成约100M挡土墙且墙后回填砂至墙 高一半后就立即拔桩，桩经修理后重新利用。
　　先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化” ，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难 或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反 复可将桩拔出来。
　　4.3钢板桩的施工中遇到的问题及处理：
　　由于河床地质结构复杂，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，采用转角 桩或弧形桩绕过障碍物。
　　②钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块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，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于 或小于标准宽度的板桩，异形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在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，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。
　　5.围堰挡水效果
　　基坑抽干水后，可清楚观察到围堰挡水止水效果：钢板桩围堰内表面基本没有漏水，只 有少数较残旧的钢板桩由于接头不紧密导致一些漏水；基坑内也没有出现渗漏、管涌等现象 。说明钢板桩围堰是成功的。
　　6.变形观测
　　在钢板桩围堰挡水期间，我们定期对钢板桩顶的位移进行观测，发现桩顶向基坑内的偏 移量稳定在2～10cm之间，说明堰体是稳定的。
　　7.经验总结
　　施工实际效果表明，钢板桩围堰与填土围堰相比，具有施工进度快、更安全、占地空间 小等优点，这对于城市内的窄河涌堤岸整治工程、水深较大、流急、淤泥或粉细砂等软基上 等不适宜用填土围堰的工程使用较为有利，但缺点是钢板桩材料一次性投入费用高，占用流 动资金多，因此是否采用钢板桩围堰以及钢板桩投入数量和周转次数等问题必须认真分析， 宜经过技术经济比较后方可决定。

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