桥梁基础工程钢板桩围堰技术应用分析

文/李磊

1 前言

在桥梁工程项目施工阶段，基础工程施工质量水平的高低直接关系到主体桥梁工程的安全性以及稳定性。由于桥梁工程属于系统性的工程，且很多工程都是在施工环境恶劣的区域下进行作业施工，所以其对桥梁基础工程技术的应用要求非常高。在基础工程施工时，施工单位需要根据实际情况合理选择技术策略，其中钢板桩围堰技术属于常用的一种策略，该技术的应用可以提高桥梁基础的稳定性，因此对桥梁基础工程钢板桩围堰技术的应用要点进行分析，总结出更为科学的技术策略具有相当的积极意义。

2 技术分析

在桥梁建设领域中，钢板桩围堰技术是常见的一种技术策略，其主要是锁口型桩，以直板、槽型等形式为主，且结构尺寸形式是比较特殊的，与其他的结构形式有着一定的差异。从钢板桩围堰结构形式分析发现，它可以根据工程的实际情况需要组合成为不同的结构，满足不同条件下的桥梁使用要求，对于我国的桥梁工程领域有着极为重要的影响。这是由于该结构强度性能较高，防水性能完全满足工程的技术标准和要求，因此对于桥梁工程质量的提升有着积极的促进作用。

以当前我国的桥梁工程建设具体情况分析发现，沉井式围堰是目前比较常见的结构形式，为单壁封闭的形式，围堰结构中包含有纵横的支撑结构形式，可以形成围笼的结构，完全达到工程的强度标准和要求。从实际情况分析，在桥梁工程建设中，围堰结构高度设计最为重要，通常超出最高水位约0.5m 即可，且结合当地的水域条件、航道运行状态等要素，把外形设计为圆形，以应对冲刷的作用。此外，施工人员还要做好平面尺寸设计和控制工作，以保证桥梁基础工程达到施工需要[1]。

3 工程概况

某桥梁工程整体长度为1.1km，该工程地理位置较为险峻，桥梁墩柱位置地质结构主要以粉质土、卵石风化岩石为主。该工程属于跨河工作，河道水位为139.93m。为了满足桥梁基础工程的稳定性以及安全性，通过现场勘测后决定采取钢板桩围堰技术进行施工，从而满足桥梁建设需求[2]。

4 钢板桩围堰施工方法及要点

4.1 钢板桩围堰施工流程

从工程的实际情况分析后确定，本次桥梁工程项目中，主要是水上施工作业的方式，所以在施工中要严格执行下述流程：钢栈桥、施工平台设计及施工；钻孔桩、钢板桩施工；抽水处理及水下混凝土施工；承台模板安装及混凝土工序。

4.2 钢板桩围堰结构设计

在进行钢板桩制作时，考虑到受力结构以及承载能力，本次工程主要以SY295 材料进行制作，其平面尺寸为33.7m×15.3m，根据需要在结构内部布置两道内支撑，以保证结构性能合格。

4.3 钢板桩围堰施工准备

钢板桩围堰结构的施工环节一项非常重要的工作就是准备工作，比如：钢板桩的检查、振动锤检测等，对于后续整个环节的施工有着直接影响。施工单位应以工程的实际情况作为出发点，选择合适的施工机械设备，以保证施工的质量和效率，并在工程开展前进行振动锤的测试工作，使各个方面的性能完全符合工程标准。具体施工作业环节过程中，钢板桩的下部位置由于存在一定的挤压力，锁口部位上的缝隙尺寸较大，上部会发生倾斜的问题。因此，在具体的施工环节，施工人员要打入三片钢板桩进行垂直度的检测，其尺寸偏差控制在0.5% 以内，否则就要纠正处理。一次性纠偏的数量过多时，容易造成锁口卡住的情况发生，造成后续工作施工难以达到工程的标准要求。如果存在偏差问题，则需要马上进行纠正，确保各方面的尺寸参数达到工况需要。在具体的施工环节，施工人员应严格落实施工工艺技术标准，执行设计方案中的规定和要求，保证结构尺寸精度合格，切实提升结构的总体质量水平[3]。

4.4 安装内侧横撑

钢板桩在合拢作业之前，应该把内部的积水抽干，且施工中按照先支撑后降水的顺序开展施工，以防止水压降低而导致其出现变形的问题。第一层结构施工一般是在水位超过50cm 的情况下进行的，该工程中选择的是型号为2Ⅰ45a 钢材制作围檩结构，支撑体系采用的是常规钢管进行制作。

4.5 混凝土封底

插打作业结束之后，就要做好封底作业。封底工作就是处理钢板桩的结构，该环节会给工程的质量造成直接的影响。在正式施工作业前，施工人员应该准确检测桥梁高度尺寸，并根据尺寸标准明确潮汐深度，然后做好局部的清理工作，最为关键的就是清基处理。在测量工作开展的阶段中，施工人员需要结合实际选择性能好的测量仪器，做好相关的测量控制，减少误差问题出现，一般情况下要采用全站仪进行测量，且要求各个边角位置都达到洁净度需求，桩头和钢板壁符合洁净度要求。在清理工作完成之后，施工人员应该做好基底结构的检查，保证达到合格的标准才能进行封底作业[4]。

施工作业流程如下所示：首先，钻孔灌注桩施工中应做好各项混凝土材料的准备工作，灌注导管的直径、数量符合要求，不会影响工程的质量；其次，封底混凝土的施工要采取合适的方式做好测量工作，避免存在偏差过于严重的情况；再次，结合实际情况选择性能好的测量仪器，做好相关的测量控制工作，减少误差问题出现，一般情况下要采用全站仪进行测量；最后，封底作业时，以材料的供应条件展开控制，随时了解施工的情况，如果导管长度超出标准，则根据需要做好提拔处理。此外，在封底施工浇筑环节，施工人员还需按照项目的气候条件、项目需求控制好混凝土坍落度，对满足不了工程项目的事物应及时处理，以减少工程质量问题出现[5]。

4.6 围堰监测

承台结构的施工也非常重要，施工人员应随时进行围堰监测和处理工作，做好变形状况的检查，通过科学的监测方式，能够了解内部支撑结构的变化情况，满足工程项目施工要求。另外，需要注意的是在水文监测阶段，还可以为围堰点设置相应的监测位置，再应用传感器对其进行全过程的监测，随时了解水位的变化情况。

4.7 拔除钢板桩

墩承台和墩身结构施工结束后，通过振动法开展拔桩作业，选择最佳的拔桩作业时间。如果土质硬度不足，则需要通过振动锤在下游拔起作业，把内部支撑结构拆除之后，按照从下到上的顺序开展项目施工，把下部支撑结构拆掉后再拆除上部支撑结构，同时保证围堰内外的水位是一致的。如果此时拔出的阻力比较大，则需要马上停止作业，然后在进行相关处理之后再开展后续操作，以避免由于操作失误引起的各种质量问题。

5 钢板桩施工需注意问题

5.1 桩受阻控制

通常，在钢板桩打入时，由于遇到岩层或是砂层出现中断的情况，会出现变形、断裂问题。针对此类问题，在施工之前相关施工人员需要通过现场分析，了解施工区域的特点以及打入深度；另外，在施工前还需要对钢板桩的质量进行检查，排除变形、锈蚀的钢板桩，在具体作业时可以采取高压水或是振动的方式配合沉桩，提升打桩质量。

5.2 偏斜控制

施工环节中受到环境因素的影响，很容易出现偏斜问题，针对此类问题施工单位需要给予关注，及时进行处理。一般来说，当倾斜问题出现时，施工人员需要先把倾斜的钢板使用吊机设备将其提升1～2m，然后再继续下沉，该环节必要时应采取支撑体系，纠正钢板的位置使其满足设计方案需求。

5.3 不能够顺利合拢

在钢板桩施工的过程中，针对不能合拢问题施工人员需要从钢板桩平面尺寸、钢板桩的垂直度等方面进行控制，以此解决不能合拢问题。另外，在插打环节，施工人员还需要做好钢板桩的尺寸、垂直度控制工作，若出现偏差问题应及时纠正。

6 结语

钢板桩围堰技术是桥梁基础工程常用的一种技术方式，该技术占地面积小、施工效率高、技术成熟，能够在深水或者软土地基结构内进行施工且效果都非常好，与其他方式对比来说，其具有较高的先进性和优越性。本文以某桥梁工程为案例进行分析，发现桥梁基础工程钢板桩围堰技术的性能良好，完全可以满足桥梁施工的标准和要求，能够提高桥梁运行效果，为今后桥梁领域发展奠定基础。