钢板桩围堰施工图解及经典实例248页附图丰富(含计算 结构设计)

钢板桩围堰摘要：严西湖大桥共有19个水中承台需要采取专项措施施工，本文从钢板桩围堰设计、施工以及后续的抽水开挖等方面简要介绍了严西湖大桥承台施工工艺和措施，并汇总了施工过程中发生的直接成本。

关键词：水中承台钢板桩围堰设计施工1、前言严西湖大桥是武汉市花山生态新城东西向一条主干道路，项目全长3.33km，其中主桥长1323.5m，为单箱五室等截面预应力连续箱梁，箱梁为蝶形，跨度有3 1.5和40m两种尺寸，引桥全长1414m，为预制24~25m斜腹小箱梁，路基592. 5m。

严西湖水域内共有19个桥墩，桥墩为H型变截面花瓶墩，高度从6.3m~11.4m 不等，承台尺寸5.5×7.9×2.5m，根据景观和通航要求，本项目承台均埋入河床内（承台顶面与河床平），桥梁基础为直径1.5m钻孔灌注桩，每个承台5根，呈梅花形布置。

项目的地质情况自上而下主要由5个单元层组成，即（1）填土层（Qm1）及湖积层（Q1）；（2）第四系全新统冲积（Q4al）的一般粘性土层；（3）第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）的老粘性土层；（4）残积层（Qel）；（5）志留系（S）泥岩、砂岩。

本项目的水中施工采用钢栈桥和钢管桩贝雷支架施工方案，每墩搭设钻孔平台和8m宽支栈桥。

湖区最高控制水位19.5m，考虑施工和拆除方便，钻孔平台和栈桥顶面标高大于22m。

2、钢板桩围堰设计钢围堰结构设计过程需要考虑以下5个方面：A、各种工况下的钢板桩剪力、弯矩和位移；B、整体稳定性验算；C、抗倾覆稳定性验算；D、抗隆起验算；E、桩的嵌固深度计算。

以上计算均可以采用理正深基坑计算软件进行，相关参数和安全系数满足《建筑基坑支护技术规程》、《建筑基坑工程技术规范》要求。

本项目基底无承压水，未做突涌验算。

为确保围堰内支撑安全可靠，在利用理正深基坑程序验算合格后，利用MIDAS CIVIL有限元程序建立钢围堰整体模型，计算围堰内支撑和钢板桩的受力状况。

目录前言 (2)1、编制说明 (2)2、编制依据 (2)一、工程概况 (3)二、主要设计参数 (4)1、主墩参数 (4)2、杭埠河特大桥地质情况 (4)3、工程水文条件 (6)4、地基评价 (6)三、筑岛平台设计 (6)四、钢板桩围堰设计 (7)五、施工方法 (10)1、施工准备 (10)2、施工工艺流程 (10)3、插打钢板桩前的准备工作 (15)4、钢板桩围堰的插打 (16)5、安装内支撑，砼封底 (16)6、水下浇注封底砼 (17)7、钢板桩围堰施工中的防漏水措施 (18)8、变形观测 (18)9、承台施工 (19)10、围堰的拆除 (19)六、钢板桩围堰施工中的安全措施 (20)七、应急预案 (21)八、劳动力计划 (24)九、施工周期安排 (24)十、附件（计算书） (24)前言1、编制说明杭埠河特大桥起讫桩号为K25+384.13-K26+965.13，桥梁总长1581m，主桥跨径组合为：24×25+（80+140+80）+27×25，主桥上部结构主梁采用单箱单室预应力混凝土连续梁，主要用于跨越杭埠河的南北岸。

其中24号墩位于滩地，25号墩（主墩）、26号墩（主墩）位于水中。

为方便墩承台、墩柱施工，25#墩处设置水中钢板桩围堰；26#墩处筑岛围堰，设置钢板桩支护。

2、编制依据(1)《合铜路（肥西上派～庐江县城南外环线）建设工程施工招标文件》《合铜路（肥西上派～庐江县城南外环线）建设工程两阶段施工图设计》(2)我单位现场勘察及自行调查工地周边环境条件获得的资料(3)《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041—2011)《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99《简明深基坑工程设计施工手册》《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部)《工程测量规范》（GB50026-2007）《建设工程安全生产管理条例》《中华人民共和国环境保护法》（1989）一、工程概况杭埠河特大桥起讫桩号为K25+384.13-K26+965.13，桥梁总长1581m，桥跨径组合为：24×25+（80+140+80）+27×25，主桥上部结构主梁采用单箱单室预应力混凝土连续梁，主要用于跨越杭埠河的南北岸。

1.3.4钢板桩围堰施工1.编制说明：1）适用范围：钢板桩围堰适用于浅水低桩承台并且水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性，钢板桩围堰作为封水、挡土结构，在浅水区基础工程施工中应用较多。

粘土，风化岩层等基础工程。

2）检索内容：（略）2.正文：1）概述XX大桥XX号墩位于水中，根据现场实际情况采用钢板桩围堰施工。

2）施工方案钢板桩可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法，工程中采用前两者居多。

需河内搭设简易施工平台，方便施工操作人员施工，钢板桩打入施工完毕后，排水清淤回填素土，碾压密实，进行钻孔桩施工，钻孔桩施工完毕后，进行主墩深基坑、承台施工。

3）人员、料具、设备配备及劳动生产率（1）设备（2）人员（3）材料（略）4）施工布置:（略）5）施工工艺流程6.1、施工准备 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。

2 ）钢板桩锁口检查用一块长1.5〜2.0m 符台类型、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。

3） 桩板检修凡钢板性有弯曲、破损、锁口不合格的均应整修，按其体情况分别用冷弯、热敲、 焊补、铆补、割除或接长。

4） 桩板的接长钢板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长， 焊接时先对焊或将接 口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。

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，拔桩时应焊加劲板，以免拔桩时拉 裂。

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。

钢板桩围堰施工方案一、工程简介新建连镇铁路正线跨宁启铁路特大桥于DK241+165.777 处采用32m 简支梁跨越邵仙河。

1078#墩、1079#墩为双线圆端形实体桥墩，墩高 27.85m、27.35m 。

承台为两级承台，一级承台尺寸为10.3×10.3×3m；二级承台尺寸为 5.3×9.1×1.5m ；桩基采用钻孔灌注桩，设计为摩擦桩，1078#共9根，桩径1.5m，桩长42.5m ；1079#共9根，桩径1.5m，桩长40m；1078#、1079#位于河道中，为水中墩，桥墩位置与河岸的关系见下图。

图7.1 1078#墩、1079#墩与河岸位置关系示意图二、邵仙河水文特征实测邵仙河河面宽36m （含河滩宽度），水深2～3m 左右，航道现状等外级航道。

设计通航最高水位为4.33m。

每年7 月底至次年6 月初为枯水期，在此期间施工较为有利。

桥址区地表水对钢筋混凝土具无氯盐侵蚀性。

桥址处河道现状如下：图7.2 桥址现状图三、地震参数根据国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场地地震动峰值加速度为0.15g，相应的地震基本烈度为七度，地震动反应谱特征周期分区为1 区，场地类别为Ⅲ类，地震动反应谱特征周期值为0.45。

四、地质概况水中墩承台位于河床内的地质情况较好，围堰钢板桩涉及的地层均为粉质粘土。

自河床往下土层统计详见下表：表7.4 水中墩承台所处地质统计表五、施工工期计划表7.5 工期计划表六、机械投入计划表7.6 机械设备投入计划表七、材料投入计划表7.7 跨邵仙河1078# 、1079#墩（单个）钢板桩围堰数量表八、围堰设计方案正线跨宁启铁路特大桥跨邵仙河处为32m 简支梁结构，1078#、1079#墩位于邵仙河河道中。

承台平面为正方形，长宽10.3m*10.3m。

1078#墩承台底面标高为-5.685m，1079#墩承台底面标高为-5.384m，承台高为4.5m 。

钢板桩围堰工法预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制围堰类型及使用条件钢板桩围堰钢板桩围堰整体刚度大，防水性能好，在粘性土层深水河床桥墩基础施工中，甚至不需水下作业，打拔桩容易，回收率高，可节省大量现场加工构件，因此有一定的优越性。

1 钢板桩围堰平面及结构形式钢板桩平面一般有：1）圆形：受力最理想、支撑结构较简单，但占河床面积大，增加河道通航困难；2）矩形：占河道面积较小，但受水流冲击大；3）圆端型：占河道面积较小，利于通航，受水流冲击力较小，但支撑结构复杂对基础开挖和墩身施工有一定影响。

施工中需结合具体情况选定。

钢板桩围堰结构又分单层（或称单壁）和双层（或称双壁）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，导框一般多用型钢组成，对小型矩形基坑如果木料方便也可使用方木制作。

浅基多用矩形及木导梁；中等深度基坑多用圆形及型钢导框；单层圆形及矩形钢板桩平面结构参见图5-19。

当水深和流速较大时则须采用双层钢板桩围堰，参见图5-20。

2 钢板桩类型规格按钢板桩横断面形状分为四类：平型（直型）、槽型、Z型、工字钢或槽钢。

按钢板桩锁口形状分三类：阴阳锁口（防渗性差）、环形锁口、套型锁口（防渗性好）。

在一个围堰内所用的钢板桩宜采用同类型同锁口的钢板桩，如用不同锁口钢板桩时，则需加制异型板桩连接。

3 钢板桩围堰施工：3.1 钢板桩整理钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记。

锁口检查：用一块长1.5m~2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型钢板桩作锁口通过检查。

检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行，见图5-25。

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（温度不超过800~1000摄氏度）、焊补、铆补、割除或接长。

板桩长度不够时，可用同类型钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开，见图5-26。

钢板桩围囹施工详解虎跳门特大桥全长2505.465m，主桥采用(120+248+120)m连续刚构-柔性拱组合结构(见图1)，主桥全长489.6m，跨越国家Ⅰ级航道虎跳门堤防。

33号墩为北岸(江村侧)主墩，其基础为12根Φ3m钻孔灌注桩，采用行列式顺桥向3排4列布置，切割桩桩顶标高为-8.174m，桩底标高为-28.174m，桩长20m；承台平面为带圆角的矩形，分2层，平面尺寸为23m*17m*4m+16.6m*13.2m*2m，承台顶标高为-2.174m，底标高为-8.174m，承台高6m；承台采用钢板桩围堰施工，钢板桩长15m，设置3层内支撑围囹，采用C25封底混凝土，封底混凝土厚2.0m。

图1全桥布置示意33号墩位于虎跳门主航道中会，基础范围内河床面高程为-5.18~-5.58m。

标高-12.35m以上为覆盖层，首要为海陆交互海相沉积层，其地质情况从上向下依次为：第1层为灰褐色淤泥弯果细砂，厚度为11~12.4m；第2层为全风化花岗岩，厚度约为2m；第3层为强风化花岗岩，厚度为0~2.5m；标高-16.75m以下为基岩。

节兰按照柱桩设。

33号墩位于输油管道中，象跳门水道为国家Ⅰ级航道，可以通航3000t级海轮，航运繁忙，过往轮船多且吨位大。

由于在航道中各种物资设备、机械、人员均需要有通过栈桥运输，无大型场地堆放材料，对施工造成好多制约。

虎跳门特大桥位于既有公路虎跳门大桥上游2.3km处，根据水文观测资料Q1%=3081m3/s，H1%=3.24m，V1%=0.704m/s。

枯水位为+0.4m，常水位为+2.704m，雨季汛期最高水位为+2.904m，且河道水位受潮汐影响，每日均有水位变化趋势。

钢板桩围堰施工方案主要有2种可供选择：(1)常规施工方法。

钻孔缆线施工完毕后，接高4根角桩钢护筒，在护筒上焊接简易拼装牛腿，安装第1节着力点内支撑框架，切除牛腿，利用吊带吊挂于4根角桩护筒上；利用吊带吊挂下放第1节内支撑网络协议至顶面位于水面，安装钢板桩第2节着力点内支撑框架；利用吊带吊挂下放内充分利用支撑框架至设计位置，将内支撑框架固结于4根角桩护筒上；利用但仅支撑框架作为导向，在沿线插打钢板桩，插打完成后在清淤前将钢板桩与第1道水平支撑焊接牢靠，在保证内、外水头一致的情况下，吸泥、清理河床至封底混凝土底面、封底混凝土施工[1，2]；在承台第1层混凝土顶面与钢筋桩围堰之间设置剖面抄紧垫块，进行支撑受力转换，使第3道内支撑框架的反力转换至抄紧垫块，拆除第3道内支撑框架保留周边框架；浇筑2八层混凝土及加台混凝土，第1、2道内则支撑框架中间2根内支撑转换，拆除第2道内支撑框架，围堰内注水施工墩身。

钢板桩围堰施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况钢板桩围堰主要由钢板桩和钢围囹组成，钢板桩起防水、挡土及水下封底混凝土模板的作用；钢围囹作为下沉管柱的悬挂和导向结构，同时用作钢板桩的支撑，其顶层又作为施工平台。

1.2 工艺原理钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形；并根据水深或基础埋深采用单层或双层围堰。

在双层围堰的中间一般填入粘土，特殊情况下填入水下混凝土提高抗渗能力。

在水中钢板桩围堰通过钢围囹支撑、定位，钢围囹又通过定位桩固定形成稳定、闭合结构。

然后在钢板桩围堰内挖基、封底、抽水。

而待基础、墩台修筑出水面后即可将其拔出或拆下重复使用。

在个别特殊情况下，为保护基底土免受冲刷而将围堰留在水中，此时的围堰就变成基础的一个组成部分。

2 工艺工法特点2.1 高强度、轻型、隔水性能好；耐久性强，环保效果显著，在施工中可大大减少取土量和混凝土的使用量，有效保护土地资源。

2.2 具有较强的救灾抢险的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的抢险救灾中，见效特别快；施工简单，工期缩短，建设费用较省。

3 适用范围3.1 钢板桩围堰适用于水流较深、流速2m/s以上的河床，一般用于水深4m 以上，河床覆盖层较厚的砂性土、碎石土和半干性黏土，风化岩层等基础工程。

3.2适用于深基坑的开挖支护工程。

4 主要技术标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）5 施工方法根据工程环境、地质特点，结合基础设计特点，合理选择打桩设备及钢板桩型号。

由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，插打定位桩，固定钢围囹或在已有水中平台的钢管桩上焊接工字钢做导向梁，利用打桩机等设备插打钢板桩，形成闭合维护结构，内支撑的设置遵循“先支护后开挖、边支护边开挖”的原则，完成钢板围堰的施工。

高淳小花桥工程钢板桩围堰受力计算一、钢板桩围堰示意图（详见附后图）：二、钢板桩围堰尺寸为7.2m×7.2m。

设置两层相同内支撑，边梁用2I40工字钢，斜撑（45度）用2I40工字钢。

第一道设在水面7.5米标高处，第二道设在承台顶面2.5米标高处。

桩底标高-4.5米，桩顶标高7.5米。

开挖清泥后，一般不进行砼封底（视情况而定，施工承台时需打20~30cm砼垫层）。

如果涌沙，采用水下混凝土封底，封底厚度为50厘米。

围堰受力按静水压力和土压力计算。

三、钢板桩围堰受力计算：1、资料数据：河床标高为+2.0米，根据«水碧桥1995～2004年5月最高水位»资料，水位标高暂定为+7.0米，水深5.0米，承台顶标高+2.0米，承台尺寸5.4m*5.4m*2.5m。

围堰拟采用拉森IIa型钢板桩，截面抗弯模量W=849cm3,长度为12米，顶标高+7.5底标高-4.5米。

根据地质钻探资料（ ZK06）,土的物理性质指标为：Gs=2.71,e=0.868,ρ=18.3KN/m3,c=8.6,ф=21.6。

2、荷载计算：取1米宽板桩计算其侧面荷载，计算至超开挖-0.8米处。

F 合-0.8米处水压力为：ρw(h1+h2)=(5.0+2.8)*10=78KN/m2,-0.8米处土压力为：ρ’=(Gs-1)*ρw/(1+e)=(2.71-1)*10/(1+0.868)=9.15,ρ*h 2tg 2(45。

-ф/2)=9.15*2.8*tg 2(45-28/2)=9.25KN/m 2(为偏于安全，按不考虑土层粘着力c 影响计算)。

故-0.8米处总侧面荷载为：p=78+9.25=87.25KN/m23、第一层受力：第一层内支撑设在标高为7.0米处，其受力最不利情况在开挖清泥抽水至第二道内支撑下0.5米时，即便于施工第二道内支撑时受力最大，围堰内水位2.0米，简化成如下图示：σ=5.0 t/m 2 砼 F 砼则F 合=5.0×5.0×8.7/2+5.0×2.8×8.7=230.6吨，经计算，F1=79.8吨，F 砼=151吨。

施工围堰的实施方案1．概况：主线6＃和7＃排架4只承台及A、B匝道的4只承台，均在浦东运河中，承台排架结构轴线离河岸边3.590米。

承台顶标高＋2.0～＋2.1米，承台高度1.60米，则承台底标高＋0.4～＋0.5米，加上10厘米厚的混凝土垫层，承台基坑开挖的标高＋0.3～＋0.4米。

对河断面进行了测量，承台施工处的泥面标高在＋1.4～＋2.2米之间，（河床泥面线详见围堰剖面图所示）故6＃和7＃排架4只承台及A、B匝道的4只承台，均处于河床泥面线以下。

为确保水上Φ800钻孔灌注桩和承台的施工质量，创造一个干施工的条件，采用双排钢板桩围堰的方案，实施干施工。

2．双排钢板桩围堰：2.1双排钢板桩围堰的平面布置：主线6＃、7＃排架4只承台各自与相邻匝道的承台为一施工围堰，为缩短施工围堰占用河道的时间，同一排架的2只承台与相邻匝道的承台的施工围堰，同时施工。

平行与河流中心线的围堰段（简称主围堰），距主线承台外边线1.20米；垂直与河流中心线的围堰段（简称端围堰），距主线承台端线（或端点）1.00米，且伸入河岸线1.0米；主围堰与两侧端围堰，将1只主线承台和1只匝道承台围合其中，抽干河水，实施干施工。

详见围堰平面图所示。

主围堰长28.250米，两侧端围堰长9.618米，合计47.486米。

占用河道宽（垂直）8.590米，长62.70米（28.250×2＋6.2＝62.70米）。

2.2双排钢板桩围堰的结构：双排钢板桩围堰宽2.0米，围堰内两侧为袋装粘土，每侧宽约0.6米；中间为粘土芯墙宽约0.8米。

钢板桩选用热轧轻型［30＃槽钢，桩长6.0米（＋3.50米～－2.50米）。

外侧钢板桩泥面以上3.10米，入土深度2.90米；而内侧钢板桩泥面以上3.20米，入土深度2.80米，入土深度与沟槽深度的比值：外侧钢板桩为1.17；内侧钢板桩为0.88；平均1.03，大于0.5的要求。

为保证围堰的整体性，钢板桩两外侧用热轧轻型［30＃槽钢作导梁，并用Φ22的对拉螺栓将其销紧，对拉螺栓间距＠2.0米。

1.3.4钢板桩围堰施工1.编制说明：1)适用范围：钢板桩围堰适用于浅水低桩承台并且水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性，钢板桩围堰作为封水、挡土结构,在浅水区基础工程施工中应用较多。

粘土，风化岩层等基础工程。

2)检索内容：(略)2.正文：1)概述XX大桥XX号墩位于水中，根据现场实际情况采用钢板桩围堰施工。

2)施工方案钢板桩可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法，工程中采用前两者居多。

需河内搭设简易施工平台，方便施工操作人员施工，钢板桩打入施工完毕后，排水清淤回填素土，碾压密实，进行钻孔桩施工,钻孔桩施工完毕后，进行主墩深基坑、承台施工。

3)人员、料具、设备配备及劳动生产率(1)设备(2) 人员(3) 材料（略）4)施工布置:(略)5)施工工艺流程6)施工方法及工艺措施6.1、施工准备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。

2）钢板桩锁口检查用一块长1.5～2.0m符台类型、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。

3）桩板检修凡钢板性有弯曲、破损、锁口不合格的均应整修，按其体情况分别用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长。

4）桩板的接长钢板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。

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，拔桩时应焊加劲板，以免拔桩时拉裂。

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。