淺談鋼板樁圍堰在實際施工過程中的應用

周晨

(上海愉凱建設(shè)工程有限公司，上海市 200072)

淺談鋼板樁圍堰在實際施工過程中的應用

周晨

(上海愉凱建設(shè)工程有限公司，上海市 200072)

圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時性圍護結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。

鋼板樁、圍堰、應用、控制

1 前言

常見的圍堰種類有土石圍堰、麻袋圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰法、鋼筋混凝土圍堰、鎖扣管柱圍堰，本文將結(jié)合大蘆線航道整治工程二期施工實踐這一事例，談一下施工中鋼板樁圍堰具體措施，以便同行們在施工或工程監(jiān)理時參考。

1 工程概況

大蘆線航道(大治河段)位于上海浦東地區(qū)，自西至東幾乎成一直線，起于黃浦江，經(jīng)過大治河西閘，止于大治河東閘。

大蘆線閔行段航道整治工程起點浦星公路橋以東180 m，工程終點為閔行浦東區(qū)界，整體位于閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)，長約5.69 km。大蘆線航道整治二期工程(閔行浦江段)1標分三段，分別為(2+069～2+982)、(3+054～3+917)、(3+992～4+236)，總計2.02 km。

本工程護岸圍堰長度3.623 km，護岸結(jié)構(gòu)底標高為+0.00～+1.00 m，為提供護岸結(jié)構(gòu)施工的干作業(yè)條件，進行圍堰施工。圍堰工程長度約3.62 km，寬度為3 m。圍堰施工隨征地拆遷進度進行，結(jié)構(gòu)緊隨圍堰施工，分段施工的圍堰長度為300～500 m。

受大治河通航影響，施工圍堰采用單面施工方式，一側(cè)結(jié)構(gòu)施工完成并拆除圍堰后，再安排另一側(cè)的圍堰和結(jié)構(gòu)施工，確保大治河航道正常通航。

臨時圍堰的長度一般不超500 m，且在航道的南岸和北岸交錯進行。臨時圍堰距護岸前沿線5 m，圍堰寬度為3 m，距航道底邊線11 m。

根據(jù)設(shè)計文件的建議及現(xiàn)場實際情況，確定了圍堰的平面位置，見圖1。

圖1 圍堰平面布置圖(單位：mm)

2 施工工藝

工程圍堰的主要作用是擋水，為護岸施工創(chuàng)造干施工條件。嚴防滲漏，避免堰堤管涌坍塌是圍堰成敗的關(guān)鍵，本項目護岸跨年度施工，圍堰必須確保安全，以滿足基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工要求。本工程圍堰設(shè)在臨水側(cè)，邊上通過過往船只，需設(shè)置警示燈和標牌，保證結(jié)構(gòu)和過往船只的安全。護岸結(jié)構(gòu)底標高均處在+0.00 m～+1.00 m，為滿足結(jié)構(gòu)施工能有干作業(yè)條件，需在沿護岸方向做圍堰圍護，然后利用井點降水進行干施工作業(yè)。臨時圍堰的施工的拆除隨相應護岸段結(jié)構(gòu)的施工進度進行。圍堰頂高程為+4.25 m，根據(jù)地質(zhì)水文資料，圍堰滿足渡汛安全需要。

圍堰分區(qū)進行施工，形成隔水功能，待圍堰沉降穩(wěn)定后，開始施工護岸結(jié)構(gòu)。

計劃大治河北岸靠近浦星公路E型護岸段先施工，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，由于沒有陸上施工條件，故考慮采用水上船舶施工。

具體的結(jié)構(gòu)形式見圖2。

3 施工流程

施工流程見圖3。

圖2 圍堰結(jié)構(gòu)形式(單位：mm)

圖3 施工流程示意圖

3.1 測量放樣

根據(jù)提供的原始控制點，使用全站儀在現(xiàn)場布設(shè)基準控制點，組成一個測量控制網(wǎng)，以控制整個現(xiàn)場軸線及樁位的施放精準度。

3.2 圍堰樁施工

為確保圍堰的穩(wěn)定性，在圍堰施工前，對河床泥面標高進行測量，根據(jù)泥面標高選擇圍堰樁的長度，保證圍堰樁入土深度大于0.5倍樁長。

考慮圍堰樁的強度和周轉(zhuǎn)利用，采用［25#槽鋼做為圍堰樁，槽鋼長7～9 m，間距為50 cm，頂標高至+4.25 m，見圖4。

3.3 安裝竹笆、填土

雙排圍堰樁施工完畢后在內(nèi)外圍堰樁內(nèi)側(cè)插入竹籬笆至原泥面以下，竹籬笆插入后應用鉛絲與鋼板樁綁扎牢固并在內(nèi)側(cè)鋪土工布。然后利用岸側(cè)挖機或挖泥船向鋼板樁中間填土，土質(zhì)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)優(yōu)土，所用填入材料內(nèi)不得含有有機雜質(zhì)、淤泥，填土應分層分批回填并夯實，確保圍堰整體穩(wěn)定性。填土應分層填筑，層厚50 cm，采用蛙夯方式逐層夯實。

3.4 堰內(nèi)排水

圍堰填筑完成穩(wěn)定后，采用2臺6寸泵抽水，抽水時注意圍堰情況，圍堰內(nèi)水位每下降50 cm，則對鋼板圍堰的整體情況進行巡查，避免內(nèi)外水位差引起的壓力對鋼板圍堰整體失穩(wěn)，若發(fā)現(xiàn)圍堰有坍塌等情況出現(xiàn)，立即對鋼板圍堰進行加固處理，抽水速度應控制，特別剛開始排水時速度宜緩，保證圍堰整體自然下降。

3.5 圍堰拆除、清淤

待護岸結(jié)構(gòu)施工完畢，具備放水條件時，封閉圍堰兩側(cè)便道，并設(shè)立警示標志，進行圍堰拆除。

圍堰采用分段施工分段拆除方式，堰內(nèi)護岸結(jié)構(gòu)工程完工后，用作業(yè)船舶拔除鋼板板，拔樁時先易后難，逐個將鋼板樁拔除，拔出來的鋼板樁安排專人進行修整，堆碼保存，然后用挖泥船對圍堰土方清除后恢復河道流通。

4 圍堰穩(wěn)定性計算

4.1 水文地質(zhì)情況

(1)施工期間最高水位：由于施工期間不斷航，存在波浪涌高，取最高洪水位加超高，3.75 m+ 0.5 m=4.25 m；施工防護水位：取最高洪水位，為3.75 m。

圖4 鋼板樁施工和撥除時船位示意圖

(2)土的力學指標：

圍堰內(nèi)回填土采用素填土：φ1=18°，r1=18.5 kN/m3；

圍堰入土土層為淤泥質(zhì)土：φ2=10°，r2=15.0 kN/m3。

圍堰相關(guān)參數(shù)：

圍堰頂標高4.25 m，填土高度4.25 m，寬度為3 m，樁長7 m，河床標高1.3 m～1.4 m，見圖5。

圖5 圍堰立面示意圖(單位：mm)

4.2 圍堰穩(wěn)定性計算

雙層圍堰整體穩(wěn)定性：按最高水位4.25 m計算，圍堰內(nèi)已抽水，見圖6。

抗傾覆安全系數(shù) K=MB/MB′=241.43/42.78= 5.64，符合要求。

4.3 圍堰穩(wěn)定滲流驗算

雙排鋼板樁滲流穩(wěn)定驗算：

圖6 圍堰穩(wěn)定性示意圖(單位：mm)

兩種滲流方式見圖7。圖7中：1-沿雙排鋼板樁滲流；2-滲過第一排鋼板樁，沿第二排鋼板樁發(fā)生滲流。

圖7 滲流方式示意圖(單位：mm)

滲流計算采用滲徑系數(shù)法，并滿足下列公式要求：

計算結(jié)果見表1。

滿足滲流穩(wěn)定要求。

5 結(jié)論

上述以大“蘆線航道整治二期工程”為事例，闡述在實際施工過程中鋼板樁圍堰的應用，結(jié)合圍堰穩(wěn)定性、防滲性的理論計算；在施工中的工期節(jié)省、降低成本、及水土保護等各方面取得了的寶貴的經(jīng)驗。

TV6

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1009-7716(2015)08-0160-03

2015-05-14

周晨(1974-)，男，上海人，工程師，從事施工技術(shù)管理工作。

表1 滲流穩(wěn)定計算(單位：m)