1、钢板桩围堰设计

1.1、钢板桩围堰结构

围堰采用拉森IV钢板桩，钢板桩每根宽度40cm。钢板桩顶标高高出原地面30cm，在原地面处设置一圈双拼40c工字钢作钢板桩围檩，并兼作钢板桩施工的导向框，顺桥向设置一道内支撑，四周设置角撑。根据临近墩105#墩开挖基底地质，初步拟定钢板桩围堰内封底混凝土厚度0.1~0.3米，实际封底厚度根据现场地质条件具体确定。由于钢板桩底位于砂层中，砂无粘聚力易松散，且钢板桩入土深度是按下端简支情况考虑，钢板桩时刻处于不稳定平衡状态，故基坑开挖完后，封底混凝土须及时施工，尽快利用其强度对钢板桩起一道支撑作用，增加钢板桩的稳定性。

承台结构尺寸为9.8×7m，为满足承台开挖及模板安装施工工作面要求，结合单根钢板桩宽度，钢板桩围堰和承台之间长边每侧留1.1米的施工工作面距离，承台钢板桩围堰的平面尺寸为：12×9.2m（一个承台需要106根钢板桩）。

103#墩系梁，桩基直径1.8米，桩中心间距8.2米，考虑系梁施工工作面，系梁钢板桩围堰的平面尺寸为12×4m(一个系梁80根钢板桩)。

1.2、钢板桩围堰结构受力验算

1.2.1、钢板桩长度确定

由于承台、系梁基坑开挖深度较大，故在钢板桩顶下30cm处设置一道围檩做内支撑，钢板桩下端打入砂层中，按简支考虑。设钢板桩的入土深度为t，其最不利工况为基坑开挖完成且封底混凝土浇筑前，以101#墩为例最不利工况结构计算简图如下：

基坑开挖后，钢板桩受土压力作用，发生挠曲变形，上下两个支撑点o、b均允许自由转动，基坑内撑由于钢板桩向前挤压，故产生被动土压力Ep,基坑外侧产生主动土压力EA。

验算步骤省略。

1.3、钢板桩施工工艺

1.3.1、施工准备

（1）、主墩的钻孔桩完成后，移走钻机，拆除钻孔平台。

（2）、在桩基施工完成后,对围堰范围内原地面进行清理,挖除桩基筑岛施工时填筑的片石、砖渣等坚硬杂物，避免在钢板桩插打位置遇到障碍物。

（3）、支撑系统材料加工。主墩承台围堰支撑系统材料包括双工40c工字钢。

（4）、在钢板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，发现缺陷随时调整，选用同种型号的钢板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型号（拉森IV号钢板桩）、规格（400×170×15.5mm）、数量（12m×214根）的钢板桩。整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连接锁口碰坏。

（5）、整修后的钢板桩达到锁口内外光洁并呈一直线，全长不应有焊瘤、钢板、角铁或其他突出物，两端切割整齐，保证接头强度与其他断面相同。

（6）、机械设备投入：拟采用打桩机，50T履带吊配合作业。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常，，而夹板牙齿不能有太多磨损。

1.3.2、测量定位

首先放出承台开挖边线，延开挖边线安装导向框，导向架采用工字钢组合，在保证钢板桩垂直度的情况下逐根插打。

1.3.3、钢板桩安装

拉森钢板桩施工要确保钢板桩垂直度，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用。根据现场施工条件，本工程主墩钢板桩使用打桩机延导向框插打，插打钢板桩前需复核钢板桩边线位置，在保证钢板桩位置准确前提下逐根打入钢板桩。施工过程中质量控制如下：

（1）、将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。插打钢板桩之前须检查振动锤。

（2）、单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

（3）、在插打过程中随时测量监控每块根桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

（4）、钢板桩插打时，单桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。插打钢板桩时从根就应保持平整。

（5）、钢板桩应紧贴两层导向架施打，每隔40cm，将1根钢板桩与围檩焊接加固，以增加整个结构的稳定性。

（6）、在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。（7）、对准钢板桩与定位桩的锁口，靠震动锤与桩自重压到桩所要插打的位置。（8）、利用锤惯性自重及震动力下插钢板桩，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。（9）、板桩至设计高度前20cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。

（10）、松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。

1.3.4、钢板桩拔除

承台施工完成并养护后，在承台与钢板桩围堰间回填透水性材料，回填至与承台面标高平，施工墩身前要在承台身上预埋钢管，为0#、1#块托架施工提供作业平台。继续施工墩身等上部结构，墩身施工出水面后，采用边回水边拆除的方式进行，直至回水至与围堰外侧水位平。支撑拆除完成后拔除钢板桩。

钢板桩拔出再重新利用，拔桩时，尽量使钢板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1～2m，然后按次序将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再依次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。并注意一下几点：（1）、为防止将临近板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的支撑围檩逐根解除。（2）、先割除钢板桩的支撑，然后再拔围堰钢板桩。

（3）、拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的板桩需调直，完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。

（4）、将钢板桩用振动锤再复打一次，可克服土的黏附力。

（5）、按与打板桩顺序相反的次序拔桩。