一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法与流程

本发明涉及围堰施工技术领域，具体地说，是涉及一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法。

背景技术：

目前，常规的围堰方式有土石围堰、钢板桩围堰、木笼围堰、钢筋混凝土板桩围堰等，但是，常规的围堰方式在适用性、施工成本、施工工期和围堰安全性等方面无法达到很好的效果，尤其在遇到具有一定坡度的河床时，常规围堰方式施工难度较大且质量难以控制，采用钢板桩围堰方式时，河床倾斜地形会导致钢板桩受到侧压力增大，不利于外江围堰的稳定，这也是围堰工程中经常遇到的问题。对于深基坑、深水基坑以及地质复杂等围堰施工过程中，如果工艺控制不到位，很容易出现渗水、围堰变形等重大事故，直接对施工安全造成影响，同时也在很大程度上严重制约工期并增加成本。此外，众所周知的，围堰施工在陆地环境下进行与在水中直接进行相比，其施工难度与成本差距较大，如何将围堰施工环境转变为陆地环境施工也是尤为重要的。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种三排两级的可适用于河床倾斜、稳定性好、基于陆地环境施工的钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法，包括如下步骤：

a.河床修整：将原河床表层淤泥清理、整平，使用水上钩机将河床上预设立第二、第三排钢板桩之处修整为统一高程；

b.外江侧水下抛石：在外江测预设立第一排钢板桩之处进行抛石压脚；

c.吹填中粗砂：填充中粗砂，使得预设立第二、第三排钢板桩之处吹填中粗砂至江面以上不低于1米的高度，以构成陆地施工平台；

d.钢板桩施工：在中粗砂构成的陆地施工平台上对钢板桩施工，先设立外江侧第一排钢板桩以减少填砂被冲刷外移，再施工第二排与第三排钢板桩；

e.膜袋砂压脚：在第三钢板桩内涌侧采用膜袋砂压脚处理；

f.设置对拉锚杆：安装对拉锚杆，对第一、第二、第三排钢板桩进行对拉修正；

g.围堰修整：钢板桩锁口处理，防水处理。

进一步地，所述步骤b中，使用抛石船施工抛石压脚，抛石压脚高度填充至江面以下3.5米。

进一步地，所述步骤d中，在钢板桩施工之前，在所述吹填砂构成的陆地施工平台上铺垫钢板，防止塌陷。

进一步地，所述步骤d中，在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，拼接的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm；钢板桩的全部锁扣均涂上防水混合材料，使锁口的嵌缝严密。

进一步地，所述步骤d中，为保证钢板桩垂直，设置固定于围堰支撑上的导向钢板桩，顺导向钢板桩下插，使钢板桩桩身垂直，加强测量工作并及时调整，使钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰。

与现有技术相比，本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法，具备如下优点：

(1)采用钢板桩与膜袋沙组合围堰的方式，充分将钢板桩围堰与膜袋砂围堰的优势结合起来，形成了具有双重优势的钢板桩及膜袋砂组合围堰，牢固、稳定、安全性能良好。

(2)采用先吹填砂法，先填好陆地施工平台，实现水上施工钢板桩变成陆地施工钢板桩，陆地施工钢板桩减少的成本远远大于吹填砂增加的成本，实现经济效益最大化，同时大大的减少了施工难度，缩减了工期。

(3)施工过程考虑周全，在吹填砂前将围堰施工区域修平及外江侧抛石压脚均保证了围堰施工的可靠性及后期运行的稳定性。

(4)施工过程中考虑了后期施工中深基坑对围堰的影响，保证了围堰的受力稳定性。

附图说明

图1为本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的工程示意图；

图2为本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的原河床修整示意图；

图3为本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的外江侧水下抛石示意图；

图4为本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的吹填中粗砂示意图；

图5为本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的钢板桩施工示意图。

图中：1、抛石压脚，2、陆地施工平台，3、第一排钢板桩，4、第二排钢板桩，5、第三排钢板桩，6、膜袋砂压脚，7、对拉锚杆，8、抛石挤淤。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的技术特征可以互相结合，均在本发明的保护范围之内。此外，为了便于描述，在下文中使用了步骤号，但这不应理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例以本发明实际应用于广州市南沙区的三涌西外江围堰为例。如图1所示，三涌西外江围堰施工处的原地形为1:3～1：5.5向外江侧倾斜，若直接采用膜袋砂围堰，施工难度较大，且质量难以控制，若采用直接水上施工钢板桩围堰，三涌西外江围堰施工处的原倾斜地形会导致钢板桩受到侧压力增大，不利于外江围堰的稳定，且围堰内外侧在施工过程中会有深基坑，高差超过5m，围堰受力情况及稳定性需要重点考虑。基于此种工程建设的需要，本发明提出了一种围堰施工方法，包括如下步骤：

a.河床修整：将原河床表层淤泥清理、整平，使用水上钩机将河床上预设立第二排钢板桩4、第三排钢板桩5之处修整为统一高程；

b.外江侧水下抛石：在外江测预设立第一排钢板桩3之处进行抛石压脚1；

c.吹填中粗砂：填充中粗砂，使得预设立第二排钢板桩4、第三排钢板桩5之处吹填中粗砂至江面以上不低于1米的高度，以构成陆地施工平台2；

d.钢板桩施工：在中粗砂构成的陆地施工平台2上对钢板桩施工，先设立外江侧第一排钢板桩3以减少填砂被冲刷外移，再施工第二排钢板桩4与第三排钢板桩5；

e.膜袋砂压脚6：在第三排钢板桩5内涌侧采用膜袋砂压脚6处理；

f.设置对拉锚杆：安装对拉锚杆7，对第一排钢板桩3、第二排钢板桩4、第三排钢板桩5进行对拉修正；

g.围堰修整：钢板桩锁口处理，防水处理。

施工过程中，步骤a原河床修整如图2所示，根据三排钢板桩安装的位置，对原河床进行修整，其中，第一排钢板桩3与第二排钢板桩4之间间隔4米，第二排钢板桩4与第三排钢板桩5之间间隔6米，将第二排钢板桩4与第三排钢板桩5之间的原河床处修整为低于江面4米的统一高程。

步骤b外江侧水下抛石如图3所示，抛石压脚1的位置在第一排钢板桩位置的外江侧，使用抛石船将抛石压脚1的填充高度填充至低于江面3.5米，以减少吹填沙被河水冲刷和防止吹填沙往外江滑移。

步骤c吹填中粗砂如图4所示，吹填中粗砂打造陆地施工平台2，为钢板桩的施工建设陆上环境施工平台，使用吹沙船将中粗砂吹填从原河床修整处到抛石压脚1处，吹填中粗砂至中粗砂压实后的高度仍超过江面不少于一米，在第二排钢板桩4和第三排钢板桩5位置加设钢板将中粗砂压平压实，打造稳固的陆地施工平台2。

步骤d钢板桩施工如图5所示，吹填中粗砂打造陆地施工平台2后，将准备好的钢板桩进行拼接，在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，且全部锁扣均要涂上防水混合材料，使锁口的嵌缝严密；在进行插桩之前预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺序团堆，插桩时按规定的顺序吊插，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一排钢板桩3设固定于围堰支撑上的导向钢板桩，顺导向钢板桩下插，使第一排钢板桩3桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中，应加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰；在进行钢板桩的插打时，必须在桩顶安装桩帽，以免装订破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难，当钢板桩的垂直度较好，一次将钢板桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再在第二次打到要求深度，为保证围堰的稳定性和安全性，第一排钢板桩3长12米，插打至江面处，第二排钢板桩4长为18米，插打至江面以上3米，第三排钢板桩5长18米，插打至江面以上2米，其中长18m的钢板桩总重735t，长12m的钢板桩总重257.7t。

步骤e膜袋砂压脚6中，在第三排钢板桩5内涌侧，先进性抛石挤淤8，防止沉降使围堰稳定性变差，抛石填充厚度为1米，长度为10米，随后使用膜袋砂在抛石之上对第三排钢板桩5压脚处理，膜袋砂高度填充至江面以下0.5米。

需要注意的是，在本发明一种钢板桩及膜袋砂组合围堰施工方法的施工过程中，可能遇到的问题及处理方式如下：

1.插打钢板桩时倾斜

处理方式：

(1)在插打钢板桩前，除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的摩阻力外，同时在未插套的锁口下端打入铁楔或硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口；

(2)采用复式滑车组纠正钢板桩的倾斜；

(3)加异型桩纠偏；

(4)拔除重打(尤其是首根桩)。

2.钢板桩锁口漏水

处理方式：

钢板桩由于插打不当或在水土压力下锁口发生变形、胀缝，出现渗漏。其补救措施是在漏水锁口处的围堰内侧用棉絮塞缝，同时可辅以外侧水中抛洒锯末粉煤灰、矿渣等堵漏，水流较急的水中，在围堰外侧包裹彩条布防止堵漏物被冲刷淘走。

值得一提的是，本实施例三涌西外江围堰施工与常规水上施工钢板桩的方案相比，缩短工期约43天，节约费用约100.633万元，提高了围堰的实体质量与经济效益，具备良好的社会效益和应用前景。

当然，上述实施例仅仅是本发明优选的实施方式，实际应用时，本发明还有更多的改变，例如，钢板桩的数量、钢板桩之间的距离、膜袋砂压脚高度等，可以根据不同的使用环境设计不同的方案，诸如此类的显而易见的等效变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。