CN105133627B - 单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，涉及桥梁水中基础施工技术领域，包括以下步骤：一、施工准备；二、围堰导向设置；三、钢板桩施打；四、围堰合拢；五、围囹加工与安装；六、基坑开挖；七、防渗与堵漏；八、混凝土封底；九、承台施工、周边回填；十、内支撑及钢板桩的拆除。本发明的单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，操作简单，速度快，工期短。本工法适用在水深为3m～10m、水流速度不大于10m/s的水域，粘性土、砂土、淤泥等软弱地层中施工。

Description

单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法

技术领域

本发明涉及桥梁水中基础施工技术领域，尤其涉及一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法。

背景技术

钢板桩围堰是桥梁水中基础施工常用的围堰方式，钢板桩是带有锁口的一种型钢，可根据工程实际需要选择不同长度尺寸和联锁形式，具有强度高、刚度大、容易打入坚硬土层，深水中施工操作简便，组合性能好、可多次重复使用等优点，在桥梁等工程基础施工中广范应用。钢板桩施打受水流速度影响较大，水流作用是钢板桩围堰施工中重点考虑因素。研究并掌握在流水状态下钢板桩围堰施工工艺及控制，确保钢板桩围堰施工质量，是后序基础施工顺利进行的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，以解决上述技术问题。

工艺特点为：采用浮式多向锚定施工平台作为钢板桩临时放置点及施打设备作业平台，减小水流对施工平台的冲击产生的摆动和漂移，便于钢板桩的就位和施打作业；较长钢板桩在流水状态下就位时，采用钢板桩中下部加设柔性缆绳或刚性临时支点方法，减小水流作用下引起的摆动和振动，保证钢板桩就位准确、顺利；地质资料不详情况下，采用试打取得实际数值来修正，遇孤石时可改变围堰形状避开。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，其特征在于：包括以下步骤：

一、施工准备

(1)施工平台搭建与稳定

采用水上浮动平台，根据水流方向及流速大小对平台进行锚定，锚定不少于四个方向，迎水向与水流成45度角；浮动平台的承载能力不小于施工作业时最大堆载总量的4.0倍，保证吊放作业时平台有足够的稳定性；

(2)钢板桩分类整理

钢板桩进场后，先在钢板桩堆放地点对钢板桩进行分类、整理，钢板桩有弯曲、破损、锁口变形要整修，板桩长度不够的，用同型的钢板桩等强度焊接接长，打设时相邻钢板桩接缝错开；符合要求的钢板桩按施打进度分批运至施工平台；

(3)角桩加工

矩形围堰加工四个角桩，需要六片普通桩，将其中两片平均割开成四片半片桩，切割时要分段切割并及时冷却，防止因过热使钢板桩弯曲；切割完后，将半片桩焊接固定至单片桩的背部中间的位置，采用同等材质的电焊条坡口双面满焊，同时焊接三角型加劲板进行加固，加劲板间距为1m～2m；加工时要在桩的一头留出振动锤夹具所需的位置，便于夹桩打桩；

二、围堰导向设置

现场测量准确定位钢板桩围堰位置，为确保流水状态下就位准确，在围堰的四个角上分别打入四根导向管桩，导向管桩中心距离围堰的长边和短边各0.75m～1m；导向管桩打设完毕后，在导向管桩上焊接牛腿，在牛腿上测出围堰内边，在牛腿上按测量点布置四根导向型钢，导向型钢外侧比围堰内边小1cm～2cm，其长度与围堰围囹尺寸和布置方法相同；布置完与牛腿焊接在一起，起到固定作用，防止打设时导向工字钢移位；为减小流水对钢板桩施打影响，导向型钢设置高度尽可能降低；

三、钢板桩施打

钢板桩长度依据设计要求确定，钢板桩打入时根据截面大小、刚度的参数和地质条件选用不同型号的振动沉桩设备；

(1)施打第一片钢板桩

首先在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，水流速较大定位困难时，可在钢板桩下部两侧各设一根缆风绳，人工操作辅助就位，缆风绳施力大小依水流速确定；插打时吊钩缓慢下放，在两个方向上用锤球观测，以确保钢板桩插正、插直；

(2)施打过程的控制

以第一根钢板桩为基准，依次向两边对称施打，同时在桩的两个垂直方向进行观测；因钢板桩锁口和锁口之间有5mm间隙，受水流冲击、下端入土挤压、上端振动等因素影响，产生向远离锁口方向倾斜，每打2～4根钢板桩用垂球吊线校正，倾斜度控制在1％以内，否则予以纠正；一次性纠正偏移量不能太大，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的施打；当钢板桩偏移较大时，宜采用多次纠偏方法逐步校正；粘土类地质阻力较大纠编困难时，采用倒链葫芦或滑轮组反向拉拽纠正；

四、围堰合拢

(1)合拢前的准备

合拢时，测量并计算出钢板桩底部的直线距离，控制桩的垂直度；根据钢板桩的宽度，计算所需钢板桩的片数，确定施打方法；采用增加钢板桩向外绕圆弧的方式，保证合拢口两边锁槽平行，合拢口尺寸与合拢桩尺寸、方向一致；

(2)合拢时桩的调整

上端自由下端受土挤压，合拢口往往出现上小下大的情况，此时用两个倒链葫芦或滑车组向两边拉开，使合拢桩两边桩顶间距等于钢板桩宽度，再将合拢桩插入，施打至设计标高；方形围堰有四个面，每一片钢板桩沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢选择在角桩附近，离角桩4～5片；

五、围囹加工与安装

(1)围囹加工

围囹内支撑构件主要由纵梁、横梁、斜撑、顶撑、牛腿、三角板组成；根据设计和施工需要进行分类、分段加工；加工完成的杆件及时编号，并对内支撑杆件进行试拼装；围囹采用工字钢或H型钢组合加工，合成多片工字钢作为围囹的纵横梁；斜撑采用型钢、或钢管加工而成，顶撑选用钢管作为承压构件；

(2)安装内支撑

钢板桩合拢后即进行第一层内支撑安装，在设计标高处焊接第一层牛腿，安装已加工好的围囹及支撑；牛腿布置间距和数量根据围囹边长和受力来确定；安装顺序为：纵梁与横梁安放对接、斜撑安装、纵横顶撑安装；为方便下层钢围檩内支撑安装及纵、横梁吊放，安装第一层斜撑及顶撑前，先将下几道钢围囹内支撑的纵、横梁吊放入钢板桩围堰内，为不妨碍水下吸泥和封底，将未安装的围囹吊放在最近的且加固好的围囹上；

六、基坑开挖

采用挖掘机类机械开挖，或采用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，选择向围堰内补水，以保证围堰安全；清淤过程中及时测量坑底标高，达到设计要求立即停止开挖；

七、防渗与堵漏

钢板桩打入之前在锁口内涂以黄油、锯末的混合物，当锁口不紧密漏水时，用棉絮内外侧嵌塞使之密合，流水冲击面应敷贴雨布，提高嵌塞料抗冲刷能力；在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施；

八、混凝土封底

围堰内基坑挖至设计高程，及时进行混凝土封底；

(1)混凝土封底有无水和水下封底两种；降水开挖至基坑底部，满足无水封底要求，直接浇筑混凝土封底；降水不能开挖至基坑底部，则采取导管法灌注水下混凝土封底；

(2)水下砼封底前，对坑底检查，不平时铺填碎石找平；水下砼顶面控制高程比承台底面低，抽净水后使用混凝土找平；

九、承台施工、周边回填

围堰内承台施工过程中，须定期观测钢围囹内支撑变形，承台模板拆除完毕后，根据设计要求，用土或砂回填钢板桩和承台之间的间隙，或注水回灌；

十、内支撑及钢板桩的拆除

内支撑的拆除由下往上逐层进行，先向围堰内注水或回填，水位要保持在支撑下1m以内的位置；

(1)按先斜撑，后顶撑，最后纵、横梁的顺序，拆除时注意纵、横梁的回弹，保证拆除人员安全；

(2)下层拆除后的边梁，重复利用，预先拴上钢丝绳，再将另一头挂在露出水面的第一层边梁上或钢板桩顶，各层所拴钢丝绳按顺序拴好，确定起吊顺序，做上标记；

(3)采取在承台和钢板桩之间加装圆木或型钢，对支撑受力进行转换，以保证拆除安全；

(4)钢板桩拆除从水流下游开始，顺序进行；选择一组或一块较易拔除的钢板桩,用振动锤夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢往上振拔；顶层在水面上的纵、横梁最后拆除，用作拆除导向和作业平台。

上述步骤三中，钢板桩施打时：

①施打次序自上游开始，下游合拢；

②施打时严格控制垂直度，特别是第一根钢板桩。

本工法以深基坑开挖及支护结构设计为基础，采用围堰内自上而下逐层开挖，同时逐层完成钢围囹内支撑安装的方式，遵循“分层开挖，分层支撑”原则。

对支护结构水平位移有严格限制时，应采用静止土压力计算。同时，作用于支护结构的土压力和水压力，对砂性土宜按水土分算的原则计算；对粘性土宜按水土合算的原则计算，也可按地区经验确定。

围堰迎水面钢板桩施打时受水流阻力大、定位难，钢板桩就位后受水压力及水流冲击作用，产生较大变形，特别是敞口处钢板桩变形较大，合拢钢板桩作业时须对两侧钢板桩进行校正，以保证最后合拢钢板桩施打及合拢作业完成。

所述的牛腿为工程学术语，是外挑结构，又称梁托。

本发明的有益效果是：

本发明的单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，操作简单，速度快，工期短。本工法适用在水深为3m～10m、水流速度不大于10m/s的水域，粘性土、砂土、淤泥等软弱地层中施工。

采用搭建栈桥、锚定浮坞作施工平台，吊装设备置于平台上。

大漂石、卵石层厚度致使沉桩设备无法穿透地质条件或弱风化岩石类基础的河床不适用于本工法。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，工艺流程如图1所示。

具体如下：

1施工工艺与控制

1.1施工准备

(1)施工平台搭建与稳定

采用水上浮动平台，根据水流方向及流速大小对平台进行锚定，锚定不少于四个方向，迎水向与水流成45度角。浮动平台的承载能力不小于施工作业时最大堆载总量的4.0倍，保证吊放作业时平台有足够的稳定性。

(2)钢板桩分类整理

钢板桩进场后，先在钢板桩堆放地点对钢板桩进行分类、整理，如钢板桩有弯曲、破损、锁口变形都要整修，按具体情况分别进行冷弯、热敲、焊补、割除。板桩长度不够时，用同型的钢板桩等强度焊接接长，打设时注意相邻钢板桩接缝应错开。符合要求的钢板桩按施打进度分批运至施工平台。

(3)角桩加工

矩形围堰加工四个角桩，需要六片普通桩，将其中两片平均割开成四片，切割时不要一次性割开，要分段切割并及时冷却，防止因过热使钢板桩弯曲。切割完后，将半片桩焊接固定至单片桩的背部中间的位置，采用同等材质的电焊条坡口双面满焊，同时焊接三角型加劲板进行加固，加劲板间距为1m～ 2m。加工时要在桩的一头留出振动锤夹具所需的位置，便于夹桩打桩。

1.2围堰导向设置

技术人员现场测量准确定位钢板桩围堰位置，为确保流水状态下就位准确，在围堰的四个角上分别打入四根导向管桩，管桩中心距离围堰的长边和短边各0.75m～1m，如果围堰边长太长，可在其一侧多打入几根管桩，起到减小跨度的作用。导向管桩打设完毕后，在管桩上焊接牛腿，技术人员在牛腿上测出围堰内边，在牛腿上按测量点布置四根导向型钢，型钢外侧比围堰内边小1cm～2cm，其长度与围堰围囹尺寸和布置方法相同。布置完与牛腿焊接在一起，起到固定作用，防止打设时导向工字钢移位。为减小流水对钢板桩施打影响，导向型钢设置高度尽可能降低。

1.3钢板桩施打

钢板桩长度依据设计要求确定，通用长度有9米，12米，15米、18米。钢板桩打入时应根据截面大小、刚度等参数和地质条件选用不同型号的振动沉桩设备。

(1)施打第一片钢板桩

首片钢板桩施打较关键。首先在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，水流速较大定位困难时，可在钢板桩下部两侧各设一根缆风绳，人工操作辅助就位，缆风绳施力大小依水流速确定。插打时吊钩缓慢下放，在两个方向上用锤球观测，以确保钢板桩插正、插直。

(2)施打过程的控制

以第一根钢板桩为基准，依次向两边对称施打，同时在桩的两个垂直方向进行观测。因钢板桩锁口和锁口之间约有5mm间隙，受水流冲击、下端入土挤压、上端振动等因素影响，产生向远离锁口方向倾斜，每打2～4根钢板桩要用垂球吊线校正，倾斜度控制在1％以内，否则予以纠正。一次性纠正偏移量不能太大，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的施打。当钢板桩偏移较大时，宜采用多次纠偏方法逐步校正。若因粘土类地质阻力较大纠编困难时，可采用倒链葫芦或滑轮组反向拉拽纠正。

(3)施打注意事项

①施打次序自上游开始，下游合拢；

②施打时要严格控制垂直度，特别是第一根钢板桩；

③当钢板桩插打困难，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，问题解决后再行施打；

④定时检查设备运行状况，确保施打过程顺利、安全。

1.4围堰合拢

(1)合拢前的准备

合拢时，测量并计算出钢板桩底部的直线距离，控制桩的垂直度。根据钢板桩的宽度，计算所需钢板桩的片数，确定施打方法。可采用增加钢板桩向外绕圆弧方式，保证合拢口两边锁槽平行，合拢口尺寸与合拢桩尺寸、方 向一致。

(2)合拢时桩的调整

上端自由下端受土挤压，合拢口往往出现上小下大的情况，此时可用两个倒链葫芦或滑车组向两边拉开，使合拢桩两边桩顶间距等于钢板桩宽度，再将合拢桩插入，施打至设计标高。方形围堰有四个面，每一片钢板桩应沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢选择在角桩附近(一般离角桩4～5片)。

1.5围囹加工与安装

(1)围囹加工

围囹内支撑构件主要由纵梁、横梁、斜撑、顶撑、牛腿、三角板组成。根据设计和施工需要进行分类、分段加工。加工完成的杆件及时编号，并对内支撑杆件进行试拼装。围囹一般采用工字钢或H型钢组合加工，可以合成多片工字钢作为围囹的纵横梁。斜撑采用型钢、或钢管加工而成，顶撑一般情况选用钢管作为承压构件。

(2)安装内支撑

钢板桩合拢后即进行第一层内支撑安装，在设计标高处焊接第一层牛腿，安装已加工好的围囹及支撑。牛腿布置间距和数量根据围囹边长和受力来确定。安装顺序为：纵、横梁(围囹)安放对接——斜撑安装——纵横顶撑安装。为方便下层钢围檩内支撑安装及纵、横梁吊放，安装第一层斜撑及顶撑前，须先将下几道钢围囹内支撑的纵、横梁吊放入钢板桩围堰内，为不妨碍水下吸泥和封底，将未安装的围囹吊放在最近的且加固好的围囹上。

1.6基坑开挖

宜采用挖掘机类机械开挖，当大型机械无法施工时，可采用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，必要时向围堰内补水，以保证围堰安全。清淤过程中及时测量坑底标高，达到设计要求立即停止开挖。

1.7防渗与堵漏

钢板桩打入之前应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，当锁口不紧密漏水时，应用棉絮等内外侧嵌塞使之密合，流水冲击面应敷贴雨布，提高嵌塞料抗冲刷能力。在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。

1.8混凝土封底

围堰内基坑挖至设计高程，应及时进行混凝土封底。

(1)混凝土封底有无水和水下封底两种。降水开挖至基坑底部，满足无水封底要求，直接浇筑混凝土封底；降水不能开挖至基坑底部，可采取导管法灌注水下混凝土封底。

(2)水下砼封底前，需对坑底检查，不平时铺填碎石找平。水下砼顶面控制高程可比承台底面稍低，抽净水后使用混凝土找平。

1.9承台施工、周边回填

围堰内承台施工过程中，须定期观测钢围囹内支撑变形，承台模板拆除完毕后，根据设计要求，用土或砂回填钢板桩和承台之间的间隙，或注水回灌。

1.10内支撑及钢板桩的拆除

内支撑的拆除应由下往上逐层进行，先向围堰内注水或回填，水位要保持在支撑下1m以内的位置。

(1)按先斜撑，后顶撑，最后纵、横梁的顺序，拆除时注意纵、横梁的回弹，保证拆除人员安全。

(2)下层拆除后的边梁，需要重复利用，则不能割断吊出，需要预先拴上钢丝绳，再将另一头挂在露出水面的第一层边梁上或钢板桩顶，各层所拴钢丝绳要按顺序拴好，确定起吊顺序，做上标记。

(3)围堰较深时可采取在承台和钢板桩之间加装圆木或型钢，对支撑受力进行转换，以保证拆除安全。

(4)钢板桩拆除宜从水流下游开始，顺序进行。选择一组或一块较易拔除的钢板桩,用振动锤夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢往上振拔。顶层在水面上的纵、横梁可最后拆除，用作拆除导向和作业平台。

2设备与材料

2.1施工机械设备：

序号	名称	型号	单位	数量	备注
						1	浮吊	20T	台	1	履带吊可代替
2	振动锤	DZ-90	台	1	根据桩摩擦力选用
						3	运输船	100T	艘	1
4	动力船	994	艘	1
						5	电焊机	Zl450	台	5
6	潜水泵		台	6
						7	导管	2.5m/节	节	50	砼封底

2.2钢围堰所用材料规格与型号：

(表中所示材料用量为三层支撑每平方米数量)

序号	材料名称	型号	单位	数量	备注
						1	钢板桩	包钢ⅴ型	kg	210	长度15米
2	角桩	包钢ⅴ型	kg	11.2	每个围堰
						3	围檩	I40b	kg	39.7
4	内撑	I40a、I45a	kg	5.1
						5	角撑	I40b	kg	23
6	牛腿	Ⅰ40b	kg	1.7
						7	钢板、钢管	δ12	kg	2.7

3质量措施

3.1、钢板桩施工前认真对其施工范围内的地质情况进行调查，对不良地质要有针对性处理措施；

3.2、施工前做好钢板桩围堰专项施工方案评审工作，钢板桩及内支撑布置的选择应通过计算确定；

3.3、使用全站仪进行精确放样，打入时进行观测，以控制围堰的围长；

3.4、钢板桩施打时，应随时检查其位置的是否正确，桩身是否垂直，钢板桩之间接缝是否严密；

3.5、内支撑安装时，应注意尺寸、高程准确，支撑之间焊接牢固，确保受力不发生变形；

3.6、钢板桩打入时应使接缝严密，外围使用止水材料捻缝，确保围堰内渗水可以及时抽出，不得影响承台施工质量。

4安全措施

4.1加强岗前培训和安全教育，施工现场服从统一指挥；

4.2围堰人员上下要有带扶手专用爬梯，进入施工现场的人员带好安全帽、安全带；

4.3现场电气及机械设备应搭设防护棚，避免雨雪时引起漏电；

4.4整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，不能在支撑上搁置重物；

4.5因板桩变形，接缝不密或桩端处透水等原因引起渗水量较大时，应采取有效措施堵截渗漏水，防止因大量抽水使桩外土随水流入板桩内，引起板桩外土层坍塌；

4.6特殊作业人员要持证上岗，施工过程中严格遵守操作规程；

4.7构件吊装，应有二名指挥，上下各一名，严禁在吊物下站人，严禁向下抛物；

4.8根据现场施工需要，配备足够的安全绳、安全网、绝缘鞋、绝缘手套、防护口罩和防护衣等安全生产用品；

4.9加强对设备安全检查，对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是对浮坞锚定设施、吊装设备的检查；

4.10确保作业环境及夜间照明良好，施工用电符合JGJ46-2004的要求。

5环保措施

5.1施工中产生的泥浆，不得直接排人河内或农田，应经过沉淀处理；

5.2使用机械应防止漏油，施工用油要严格管理，防止排入地表及附近水域造成污染；

5.3基坑开挖土方等废弃物，应在工程完工时即时清除干净，以免污染环境和妨碍交通。

5.4合理安排作业时间，防止打桩产生的噪音对附近居民生活造成影响。

6经济效益分析

6.1技术效益

钢板桩围堰施工时克服水流速造成的影响及施工难度，同传统钢套箱等施工方法相比施工周期短，施工工艺简单，施工难度和风险小；钢板桩围堰 钢围檩内支撑施工，采用多种型钢组合拼装，提高构件刚度及截面承载能力，减少材料用量，技术效益明显。

6.2社会效益

传统套箱法施工周期为35～50天，施工内容多，周期长，成本大。采用该工法有效解决水流对施工影响，缩短工期。所有材料均可循环利用，节约钢材，节能环保，具有较高的社会效益。

7实验实例分析

7.1颍上县新东方大道01标颍河大桥，长576m,宽22m,设计时速60km/h,设计荷载：公路-Ⅰ级，设计洪水频率1/100，航道通航等级Ⅳ级，抗震设防6度。主跨为2×(40+65)m悬浇预应力砼变截面连续箱梁，下部结构水中为重力式桥墩，基础采用钻孔灌注桩。施工处河面宽约137米，常水位标高约18.4米，水深约6-10米,墩址处水流速5～9m/s，地层为第四系全新统和上更新统冲积层，岩性为软弱土、亚粘土、粘土、粉砂和细砂等。4#～5#主墩均采用拉森Ⅳ型钢板桩围堰，平面尺寸为9.5mx4.5m,打入钢板桩长度18m。围堰内设三层支撑，分别采用双片Ⅰ40b、双片Ⅰ40b、三片Ⅰ40b作为支撑框架；第一层采用双根Ⅰ40b工字钢作为间隔顶撑，第二、三层采用三片平放Ⅰ40作为支顶撑。实际作业时间85天，较钢套箱节约费用45万元。

7.2刘庄煤矿至颍上公路YL-Q合同段桥梁工程，桥梁全长706米，主桥为30+4*50+30m悬浇箱梁，引桥由多跨连续箱梁组成。5-9号共5个主墩采用SX18型钢板桩围堰，围堰尺寸设计为11.0m×10.2m，单根长度18.0m，宽0.6m，采用400t浮船配90kw震动锤打入。有效施工时间88天，经比较节约费用60万元

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，其特征在于：包括以下步骤：

一、施工准备

(1)施工平台搭建与稳定

采用水上浮动平台，根据水流方向及流速大小对平台进行锚定，锚定不少于四个方向，迎水向与水流成45度角；浮动平台的承载能力不小于施工作业时最大堆载总量的4.0倍，保证吊放作业时平台有足够的稳定性；

(2)钢板桩分类整理

钢板桩进场后，先在钢板桩堆放地点对钢板桩进行分类、整理，钢板桩有弯曲、破损、锁口变形要整修，板桩长度不够的，用同型的钢板桩等强度焊接接长，打设时相邻钢板桩接缝错开；符合要求的钢板桩按施打进度分批运至施工平台；

(3)角桩加工

矩形围堰加工四个角桩，需要六片普通桩，将其中两片平均割开成四片半片桩，切割时要分段切割并及时冷却，防止因过热使钢板桩弯曲；切割完后，将半片桩焊接固定至单片桩的背部中间的位置，采用同等材质的电焊条坡口双面满焊，同时焊接三角型加劲板进行加固，加劲板间距为1m～2m；加工时要在桩的一头留出振动锤夹具所需的位置，便于夹桩打桩；

二、围堰导向设置

现场测量准确定位钢板桩围堰位置，为确保流水状态下就位准确，在围堰的四个角上分别打入四根导向管桩，导向管桩中心距离围堰的长边和短边各0.75m～1m；导向管桩打设完毕后，在导向管桩上焊接牛腿，在牛腿上测出围堰内边，在牛腿上按测量点布置四根导向型钢，导向型钢外侧比围堰内边小1cm～2cm，其长度与围堰围囹尺寸和布置方法相同；布置完与牛腿焊接在一起，起到固定作用，防止打设时导向工字钢移位；为减小流水对钢板桩施打影响，导向型钢设置高度尽可能降低；

三、钢板桩施打

钢板桩长度依据设计要求确定，钢板桩打入时根据截面大小、刚度的参数和地质条件选用不同型号的振动沉桩设备；

(1)施打第一片钢板桩

首先在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，水流速较大定位困难时，在钢板桩下部两侧各设一根缆风绳，人工操作辅助就位，缆风绳施力大小依水流速确定；插打时吊钩缓慢下放，在两个方向上用锤球观测，以确保钢板桩插正、插直；

(2)施打过程的控制

以第一根钢板桩为基准，依次向两边对称施打，同时在桩的两个垂直方向进行观测；每打2～4根钢板桩用垂球吊线校正，倾斜度控制在1％以内，否则予以纠正；钢板桩偏移较大时，采用多次纠偏方法逐步校正；粘土类地质阻力较大纠编困难时，采用倒链葫芦或滑轮组反向拉拽纠正；

四、围堰合拢

(1)合拢前的准备

合拢时，测量并计算出钢板桩底部的直线距离，控制桩的垂直度；根据钢板桩的宽度，计算所需钢板桩的片数，确定施打方法；采用增加钢板桩向外绕圆弧的方式，保证合拢口两边锁槽平行，合拢口尺寸与合拢桩尺寸、方向一致；

(2)合拢时桩的调整

上端自由下端受土挤压，合拢口往往出现上小下大的情况，此时用两个倒链葫芦或滑车组向两边拉开，使合拢桩两边桩顶间距等于钢板桩宽度，再将合拢桩插入，施打至设计标高；矩形围堰有四个面，每一片钢板桩沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢选择在角桩附近，离角桩4～5片；

五、围囹加工与安装

(1)围囹加工

围囹内支撑构件主要由纵梁、横梁、斜撑、顶撑、牛腿、三角板组成；根据设计和施工需要进行分类、分段加工；加工完成的杆件及时编号，并对内支撑杆件进行试拼装；围囹采用工字钢或H型钢组合加工，合成多片工字钢或H型钢作为围囹的纵横梁；斜撑采用型钢或钢管加工而成，顶撑选用钢管作为承压构件；

(2)安装内支撑

钢板桩合拢后即进行第一层内支撑安装，在设计标高处焊接第一层牛腿，安装已加工好的围囹及支撑；牛腿布置间距和数量根据围囹边长和受力来确定；安装顺序为：纵梁与横梁安放对接、斜撑安装、纵横顶撑安装；安装第一层斜撑及顶撑前，先将下几道钢围囹内支撑的纵、横梁吊放入钢板桩围堰内，将未安装的围囹吊放在最近的且加固好的围囹上；

六、基坑开挖

采用挖掘机类机械开挖，或采用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，选择向围堰内补水，以保证围堰安全；清淤过程中及时测量坑底标高，达到设计要求立即停止开挖；

七、防渗与堵漏

钢板桩打入之前在锁口内涂以黄油、锯末的混合物，当锁口不紧密漏水时，用棉絮内外侧嵌塞使之密合，流水冲击面应敷贴雨布，提高嵌塞料抗冲刷能力；在桩脚漏水处，采用局部砼封底措施；

八、混凝土封底

围堰内基坑挖至设计高程，及时进行混凝土封底；

(1)混凝土封底有无水和水下封底两种；降水开挖至基坑底部，满足无水封底要求，直接浇筑混凝土封底；降水不能开挖至基坑底部，则采取导管法灌注水下混凝土封底；

(2)水下砼封底前，对坑底检查，不平时铺填碎石找平；水下砼顶面控制高程比承台底面低，抽净水后使用混凝土找平；

九、承台施工、周边回填

围堰内承台施工过程中，须定期观测钢围囹内支撑变形，承台模板拆除完毕后，根据设计要求，用土或砂回填钢板桩和承台之间的间隙，或注水回灌；

十、内支撑及钢板桩的拆除

内支撑的拆除由下往上逐层进行，先向围堰内注水或回填，水位要保持在支撑下1m以内的位置；

(1)按先斜撑，后顶撑，最后纵、横梁的顺序，拆除时注意纵、横梁的回弹，保证拆除人员安全；

(2)下层拆除后的边梁，重复利用，预先拴上钢丝绳，再将另一头挂在露出水面的第一层边梁上或钢板桩顶，各层所拴钢丝绳按顺序拴好，确定起吊顺序，做上标记；

(3)采取在承台和钢板桩之间加装圆木或型钢，对支撑受力进行转换，以保证拆除安全；

(4)钢板桩拆除从水流下游开始，顺序进行；选择一组或一块较易拔除的钢板桩,用振动锤夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢往上振拔；顶层在水面上的纵、横梁最后拆除，用作拆除导向和作业平台。

2.根据权利要求1所述的单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，其特征在于，步骤三中，钢板桩施打时：

①施打次序自上游开始，下游合拢；

②施打时严格控制垂直度，特别是第一根钢板桩。