钢板桩围堰施工作业指导书

钢板桩围堰施工作业指导书

1.0编制目的

明确钢板桩围堰施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范钢板桩围堰施工。

2.0编制依据

《公路桥涵施工技术规范》

《 公路工程质量检验评定标准 》

3.0适应范围

适用公路桥梁砂类土、黏性土、碎石土和风化岩石等河床的深水中插入钢板桩修筑围堰的施工。

4.0工艺概述

钢板桩强度大、防水性能好，打入土、砾、卵石层时透性能力强，适合水深10～30m的桥墩基础围堰。

5.0作业内容

钢板桩围堰法桥基施工的主要作业内容有施工准备、钢板桩的组装、导梁的加工制造、导梁的定位、钢板桩的插打、围堰合拢、水下开挖与围堰封底、基底检查与处理等。

6.0施工机械及工艺材料

6.1 钢板桩施工机具的选择

⑴钢板桩施工机具的种类

钢板桩的施工机具按照打入方式的不同分为以下几种：

①冲击打入机械：自由落锤、蒸汽锤、空气锤，液压锤、柴油锤等；

②振动打入机械：可用于打桩，也可用于拔桩，如振动打拔桩锤

③振动冲击打桩机械，在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，产生上下振动的同时，产生冲击力，使施工效率大大提高；

④静力压入机械：依靠静力将钢板桩压入土中，如液压桩机、钢索卷扬机压桩机。

各种类型打桩机具，只要适合于打桩的锤击能量以及其适应系数适合时，均可用于打制板桩，采用单动汽锤和坠锤时，一般锤重宜大于桩重，过轻的锤效率不高且易打坏桩头与桩尖(桩尖卷口)，如限于已有打桩机具，不适合上述条件时，可另配高压射水辅助沉桩。       

⑵施工机械的选择

钢板桩施工能否顺利进行，关键决定于施工机械的选择，选择需考虑以下几个因素：

①打(拔)钢板桩的数量、尺寸、形状，尤其要考虑钢板桩的重量与长度；

②应结合地质情况，以利于钢板桩的打入或拔出；

③作业能力，要符合工程进度的要求；

④作业环境，要满足噪声、振动等公害控制的要求。打桩机选择可参考下表6-1。

表6-1  打桩机的比选

6.2 拔桩设备

吊船、吊机、打拔桩机、震动打拔桩机、倒打汽锤、高压射水、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。

6.3 钢板桩材料

钢板桩围堰按平面形式有圆形、矩形、圆端形、多边形，其围堰结构有单层和双层两种。单层结构形式由定位桩、导梁(或称导框、围笼)及钢板桩组成，定位桩可用木桩或钢筋混凝土管桩，导框由多用型钢组成。

钢板桩按横断面分为平型、槽型、z型、工字型或槽钢。锁口形式有阴阳、环形、套形三种。各类型钢板桩在锁口联结处能转一定的角度，且均有圆形最小半径的规定。在同一围堰内宜采用同类型同锁口的钢板桩,否则需要加制异形钢板桩联结。

插打钢板桩的支架的承载力、船舶吨位、木排铺设面积后厚度应按施工设计要求选用。

钢板桩围堰需用方木或型钢作为内导梁、导框制成围笼，其作用在于插打钢板桩时起导向作用；顶层导框可兼作施工平台，更主要的是作为钢板桩围堰的内部立体支撑，直接承受钢板桩传来的水压力和土压力，因此断面尺寸应能满足结构内力计算要求。外导梁则只起导向作用。简单的围笼可只设一层内导框，较大型的需设内外导框，导框有上下两层或多层。内外导梁间距应比钢板桩有效厚度大8～lOcm,以利于钢板桩的插打。

7.0施工准备

7.1钢板桩的整理

新钢板桩验收时，应备有出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。经整修或焊接后的钢板桩，应用同类型的钢板桩作锁口通过试验检查。验收或整修后的钢板桩，应进行分类、编号、登记存放，锁口内不得积水。

7.2钢板桩锁口检查

用一块长1.5～2.Om符合类型、规格的钢板桩做标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。

7.3桩板检修

凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长。

7.4桩板的接长

板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接。焊接时先将接口对焊，再焊加围板，相邻板桩接长缝注意应错开。

7.5预留吊、拔桩用孔

如需要有吊桩孔及拔桩孔时，应事先钻好孔，拔桩孔应焊加劲板，以免拔桩时拉裂。

7.6组桩插打

钢板桩采用组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮嵌塞紧密，组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏(质量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干黏土=2：2：2：1)，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。组桩拼装后，每隔4～5m加一道夹板，使其固定以便插打，圆形围堰的夹板应为弧度正确的弧形，夹板在板桩插打时，逐副拆除，需要拼制角桩时，可将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接、铆接或螺栓连接成角桩。

8.0工艺及质量控制流程

钢板桩围堰施工工艺及质量控制流程见图8－1。

9.0工艺步序说明

9.1围笼安装

当水深较大时，常用围囹(以钢或钢木构成的框架)作为钢板桩的定位和支撑，即先在岸上或驳船上拼装围囹，运至墩位定位后，在围囹内插打定位桩。把围囹固定在定位桩上，然后在围囹四周的导框内插打钢板桩。

安装围笼时，应进行测量定位，用一层导框做成的围笼，一般是先打定位桩，再在定位桩上挂装导框，导框可在岸边组成，浮运到位以缆索锚碇，在开始插打板桩后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上，用有脚手桩的转盘式或旋转式桩架时，导框可挂装在外侧的脚手桩上。用浮式转盘式或旋转式桩架时，一般用转动的桩架先打好定位桩再安装导框架。

9.2插打与合拢钢板桩

⑴钢板桩插打方法分为三种：①逐块(组)插打；②先插合拢后再打；③开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢后再打。①法可用较矮的吊桩设备，桩架移动线路较短，速度较快，但合拢误差大；②法用较高吊桩设备，桩架移动线路长，进度较慢，但合拢误差小；③法进度较快且合拢误差小，一般采用③法。

⑵插打前，在锁口内应涂抹防水混合料，组拼桩时应用油灰和棉絮捻塞拼接缝。

⑶插打钢板桩的次序，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢；对矩形围堰，从上游一角开始，至下游合拢。这样不仅可以使围堰内避免淤积泥砂，而且还可以利用水流冲走一部分泥砂，以减少开挖工作量，更重要的是保证围堰施工的安全。

⑷插打钢板桩时应严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个垂直方向同时控制，确保垂直不偏，在垂直导向设备导向下，一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打入直至设计深度插打的顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插打向下游合拢，插打前在锁口内涂以黄油、锯末等拌合物，组拼桩时，用油灰和棉花捻缝，以防漏水。钢板桩顶达到设计高程的平面位置偏差，在水上二打桩时不得大于20cm，在陆地打桩时不得大于lOcm，在插打过程中，应随时检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，发现倾斜应立即纠正或拔起重插。

为了加快进度。可另用一台吊机或吊船担负吊桩工作，桩架只作打桩用，可使用插桩夹板进行导向。

 ⑸钢板桩可用锤击、振动或再辅以射水等方法下沉，但在黏土地基中不宜使用射水，锤击时宜使用桩帽，以分布冲击力和保护桩头，在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但吊点位置不得低于桩顶以下l/3桩的长度，围堰将合拢时，宜经常观测四周的冲淤状况，必要时应采取措施，预防上游冲空、涌水或者下游淤积，影响施工进程。

⑹钢板桩围堰在合拢处往往形成上窄下宽的状态，这使得最后一组板桩很难插下，常用的办法是将邻近一段钢板桩墙的上端向外推开，以使上下宽度接近；必要时，可根据实测宽度，做一块上窄下宽的异形钢板桩，合拢时,先将异形钢板桩插下，再插最后一块标准钢板桩。

9.3抽水堵漏

抽水前,应将钢板桩与导框之间空隙用垫木或楔形钢板塞紧，以保证导框受力均匀。从围堰内排水时。若发现有渗漏，锁口不密的漏水，可在抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中抛投大量锯末，效果显著。

9.4钢板桩的拔除

钢板桩系多次重复使用的设备，基础或墩身筑出水面后即可拔出钢板桩，拆除围堰，为了使拔出钢板桩的工作得以顺利进行，可将钢板桩与水下封底混凝土接触部位涂以沥青，在拔除钢板桩前，向围堰内灌水，使堰内水面高出河水面1～1.5m，利用静水压力将钢板桩推开，使其水下封底混凝土脱离，必要时，可用打桩锤击打待拔的钢板桩,再行拔出，钢板桩顶应制备圆孔，便于连接起吊卡环。

拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油；堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。

9.5施工注意事项

①施打钢板桩，应对桩板进行认真检查，要求板面平直，接口预拼严密。

②采用定型规格桩板时，接口类型应一致。

③桩板沉设应从上游开始，至下游合拢。

④插桩时应对正接口，借助桩锤自重缓慢插入，必要时可低锤慢击。

⑤应随时检查偏斜，发现偏斜可用撬棍滑车纠正。

10.0质量标准及检验方法

⑴钢板桩桩顶高程符合工艺设计要求。打钢板桩过程中，钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩10cm；

⑵经过整修或焊接的钢板锁口，须通过试验，合格后才能投入使用；

⑶钢板桩接长时，应采用等强度钢板桩焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上；

⑷钢板桩围堰宽度应根据水深、流速、土质和围堰长宽比等因素来确定，但宽度不应少于2.5m；

⑸钢板桩因倾斜无法合拢时，应使用特制楔形钢板桩，楔形的上下宽度之差不得超过桩长的2%；

⑹同一围堰内，使用不同类型的钢板桩时，宜将不同类型桩的各半拼焊成一根异型钢板桩，分别与相邻桩进行连接。接长的桩，其相邻桩的接头位置应上下错开。

11.0作业组织

11.1机械组织

钢板桩围堰法桥基施工须配备的机械设备包括：汽车吊或塔吊、浮吊船、驳船、打拔桩机、高压射水、电焊机、扒杆滑车组及卷扬机、千斤顶或倒链、潜水泵。

11.2人员组织

钢板桩围堰法桥基施工人员应包括：钢板桩组桩、导梁加工、浮运、施工平台搭架、钢板桩插打、抽水堵漏、水下混凝土灌注等班组，人员配置须满足施工要求。

12.0安全生产与环境保护

11.1安全要求

(1)施工过程中，严格遵守操作规则，严防落物伤人及坠落事故。

(2)开工前各种机具设备必须进行检修、试运行，使之处于完好、正常运转状态，并定期检修保养。电器必须由专职电工安装和修理，设置标志，严禁酒后上班和上班喝酒。

(3)参加施工人员要熟知本工种的安全操作规程，坚守岗位，严禁酒后操作。特殊工种人员如电工、电焊工、混凝土工、起重工、钢筋工等施工人员，必须经过专门培训，熟练掌握操作要求，严格执行本工种的安全操作规程，必须随身携带有关证件（或复印件）上岗备查。

(4)各种电气设备运转和漏电保护装置，不准随意改换安装方式，尤其对于施工作业面的投光灯，装接工作，一点不准马虎、丝毫不能漏电，确保安全。一切容易碰砸的电气设备加装防护罩或遮栏，防止碰伤危险。

(5)起吊作业须有专职安全人员现场监控，操作手必须为熟练工，且经过安全培训。现场有管理人员统一调配指挥。

(6)注意插打钢板桩时的安全防护，对施工平台栈桥等要进行可靠性论证，在施工过程中对钢板桩的稳定情况应加强观测，一发现有不安全情况，应立即采取补救措施。

(7)水上作业，施工人员要穿救生衣、防滑鞋、戴安全帽等，施工期间，要昼夜严密监视水位的变化情况。

12.2环保要求

(1)堰内排水应采取措施，保护环境不受污染。

(2)围堰止水塞填止水材料时，注意不要污染河道。

(3)施工过程中,必须做好河道环境的保护工作,不能将施工垃圾随意抛弃在河道中。

(4)建筑用废水须先沉淀，再排入生活用污水管道，或回收利用，防止污染水域。

(5)搞好驻地环境卫生、食品卫生、饮水卫生，定期消毒。