浅水浅埋钢板桩围堰施工关键技术浅析

浅水浅埋钢板桩围堰施工关键技术浅析

王艳    孙高阳   汪荆城

武汉市市政建设集团有限公司

武汉交通工程建设投资集团有限公司

摘要：邻湖邻水施工通常运用浅水浅埋基础的围堰进行施工，浅水浅埋基础的围堰施工难度大、安全风险高、施工周期长，恢复难度大。钢板桩围堰具有结构简单、施工工序较少、设备投入少、施工速度快、板桩材料可重复使用、成本低等诸多优点。但是，在浅埋浅水地质，如果无法有效减少渗漏水，将导致围堰方案无法有效施工，将面临极大安全风险。因此，如何采取有效措施，既能充分利用钢板桩围堰的优点，又可解决渗漏水产生的风险。本论文深入研究了浅水浅埋钢板桩围堰施工的重要性、工艺流程、关键技术以及案例分析和实验验证。首先，分析了浅水浅埋钢板桩围堰施工的意义和现状，强调其在邻湖邻水工程中的重要性。其次，详细介绍了施工工艺流程和关键技术，包括现场勘测设计、桩基预处理、钢板桩安装等步骤，并提出了质量控制、安全管理和技术创新的重要性。然后，通过案例分析和实验验证，深入探讨了施工过程中可能遇到的问题和解决方案，验证了施工方案的可行性和有效性。本研究为浅水浅埋钢板桩围堰施工提供了深入的理论探讨和实践指导，具有重要的理论和实践意义。

关键词： 浅水浅埋，钢板桩，围堰施工，关键技术，优化措施

引言：

浅水浅埋钢板桩围堰施工在水利、港口、湖泊、河道等工程中起着重要的意义，浅水浅埋钢板桩围堰结构简单，施工方便，施工成本低、施工难度小。钢板桩围堰合拢后，通过龙吸水设备快速抽水，铺设防水土工膜，底部压实，解决了钢板桩锚固和防渗漏水问题，极大地提高了围堰结构的整体稳定性，并提供了基坑干开挖的作业条件，降低了施工成本并提高了施工功效。综合效益极佳，经济效益明显。随着我国经济的不断发展和城市化进程的加快，对于水利交通建设的需求也日益增长，浅水浅埋钢板桩围堰施工技术的研究和应用显得尤为重要。本文旨在对浅水浅埋钢板桩围堰施工进行系统深入的研究和分析，通过对施工工艺流程和关键技术的介绍，以及通过案例分析和实验验证，探讨施工过程中可能遇到的问题并提出解决方案，从而为相关工程实践提供指导和参考。随着本文的阅读，读者将更加深入地了解浅水浅埋钢板桩围堰施工的重要性和复杂性，以及解决问题的有效途径和优化措施，为相关工程的顺利实施提供支持和保障。

一. 研究意义和现状分析

研究意义和现状分析的深入探讨对于浅水浅埋钢板桩围堰施工领域具有重要的意义。浅水浅埋钢板桩围堰适用于水利、公路、码头等工程水深不超过3m，地质为黏土、粉质黏土、不含沙砾等透水层覆盖层较浅的基础工程。其施工质量直接影响着工程的安全性、可靠性和使用寿命。浅水浅埋钢板桩围堰在钢板桩围堰形成的隔水围护结构内，用抽水设备排出基坑及钢板桩围堰间水，及时铺设防水土工膜，压实底部，回灌水，通过水压压实防水土工膜达到防水效果。钢板桩及围檩百分百回收利用，大大降低施工材料成本。不需要大型施工机械，大型船机，节约设备成本。围堰开挖为干开挖施工相对于水下开挖大大降低施工成本。不需要水下施工。因此，对其进行深入研究和分析，可以为相关工程实践提供科学的指导和技术支持。通过对其施工过程、工艺流程和关键技术的深入研究，可以不断拓展施工理论，丰富施工技术，提高施工质量和效率。这有助于推动施工理论的不断创新和发展，为工程建设提供更加科学、可靠的理论基础。

浅水浅埋钢板桩围堰施工的研究对于解决实际工程中存在的问题具有重要的实践意义。不需要大型施工场地及机械，钢板桩及设备均可租赁，围檩材料可回收，具有良好的经济效益与社会效益。施工工期短，缩短主体施工工期。 节约劳动力，减少各项资源投入。在武汉后湖环湖绿道工程-栈道围堰施工中，通过对钢板桩垂直度控制及防水堵漏控制，保证围堰内安全及湖面环境保护。其施工工法简单，方便，成果良好，便于控制。然而，在实际工程施工中，浅水浅埋钢板桩围堰施工过程中常常会面临着施工难度大、技术要求高、安全风险大等诸多问题。因此，通过对其施工过程中可能遇到的问题进行深入分析和研究，可以为相关工程的实际施工提供技术支持和指导，提高工程施工的质量和效率，降低施工风险，保障工程的安全运行。

同时，浅水浅埋钢板桩围堰施工的研究还具有重要的经济意义。浅水浅埋钢板桩围堰的施工质量直接影响着相关工程的使用效果和经济效益。通过提高施工技术水平，降低施工成本，可以有效地提高工程建设的经济效益，促进相关行业的健康发展。研究意义和现状分析是浅水浅埋钢板桩围堰施工研究的重要内容，对于推动施工理论的创新发展、解决实际工程中存在的问题、提高工程建设的经济效益具有重要的意义和价值。

二. 施工工艺流程与关键技术

施工工艺流程与关键技术是浅水浅埋钢板桩围堰施工中的重要环节，其顺利实施和关键技术的掌握直接影响着施工质量和工程效果。在施工工艺流程方面，需要进行现场勘测和设计，确定施工方案和工艺流程，以环湖绿道示范段工程设计施工总承包项目为例，该项目路线全长8.57km，工程总投资3.26亿元，工程紧邻后湖，其中1.43km栈桥采用拉森钢板桩围堰施工。施工工艺流程如下：

准备施工→钢板桩运输到位→钢板桩围堰施工→栈桥地基、主体结构施工→拆除钢板桩外运→场内环境卫生清理

施工前根据要求，选择合适的钢板桩、防水土工膜，同时对防水土工膜进行见证取样送检，对钢板桩长度、规格进行现场确认，并进行合理的设计和计算，保证钢板桩的稳定性和承载能力。由于沿湖岸均有较大的树木，且树木密集，钢板桩施工设备无法在岸上作业；大部分道路均为人行通过，钢板桩无法通过岸上道路进行大规模运输到位，因此，总体钢板桩施工及运输，均采用水上作业。采用浮船运输钢板桩，且在浮船上震动锤施工钢板桩围堰，确保钢板桩的正确安装和定位。在施工过程中，还需要注意施工现场的环境保护和安全管理，确保施工安全和环境保护。

钢板桩插打利用挖机在浮船上作为起吊设备，配合CJ-350振动锤的施工方法逐片插打。拉森钢板桩嵌固于粉质黏土，应根据试桩情况完善拉森钢板桩施打工艺。钢板桩插打之前，安装导向架，以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度，为了确保每一片钢板桩插打准确，在导向架上、下边上设置限位装置，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直。在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台全站仪在两个方向加以控制。通过检测，确定第一片钢板桩插打合格后，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接；插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。

在关键技术方面，首先是钢板桩的选择和设计，尤其是围堰内及时止水及排水。钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水作用，钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。抽水时同时在内侧钢板桩外侧铺贴防水土工膜。钢板桩支护止水完成后，进行清淤工作。在内侧周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。围堰内的水排入湖中，经考察满足排水需求，根据渗水质量情况采取水渠抽排措施保证排出水符合环保要求。

施工过程中需要对施工现场的水文地质条件和环境因素的分析和评估。通过对施工现场的水文地质条件和环境因素进行分析和评估，制定合理的施工方案和应对措施，降低施工风险。并加强对围堰的监测，设计和施工应遵循“动态设计与信息化施工”的原则。施工过程中，应建立严格的、系统的现场监测网，对施工过程进行检测，及时做好监测结果的综合分析和风险预测，并将结果提供给业主、施工单位、 监理单位、设计单位，根据监测反馈信息，地质岩性的变化以及施工条件，及时调整设计和施工，以确保基坑 、周围建筑和周边管线的安全，在基坑施工前应对邻近的建筑物和地下管线的现状进行详细的调查，并对其实施变形监测工作。对驳岸及围堰周围边坡土体位移进行监测。对地面和边坡的0~200mm开裂、凸鼓等现象采用目测巡视，并予以记录。每一层土监测不小于2次，开挖至坑底后每天监测1次，直至栈桥完成。若出现异常情况及暴雨天气，应加密监测频率。  各监测项目的监测频率应根据其施工工况确定。当监测数据变化较大或者速率加快，监测值达到或接近报警值、遇不良天气状况，存在勘察未发现的不良地层，或出现其他影响基坑及周边环境安全的异常状况，应适当加密。同时，需要重点关注施工过程中可能遇到的问题和难点，如施工现场的水位变化、土质条件不均匀等，采取相应的措施和技术手段进行处理和解决。

在浅水浅埋钢板桩围堰施工中，质量控制和安全管理是至关重要的关键技术之一。通过建立健全的质量管理体系和安全管理制度，可以有效地监督和管理施工过程，确保施工质量和施工安全水平。质量管理体系包括了对施工材料、施工工艺、施工人员等方面的严格控制和监督，以确保施工过程中各项工作符合相关标准和规范。安全管理制度则包括了对施工现场的安全防护、安全教育、事故应急处理等方面的规定和措施，以保障施工人员的人身安全和施工现场的安全稳定。同时，施工过程中的技术创新和工艺改进也是提高施工质量和施工效率的重要手段。通过不断探索新的施工方法和技术手段，可以实现施工过程的优化和提速，从而提高施工效率和施工质量。

施工工艺流程与关键技术是浅水浅埋钢板桩围堰施工中的核心内容，其顺利实施和关键技术的掌握对于保障工程质量和安全具有重要意义。通过对施工工艺流程和关键技术的深入研究和探讨，可以为相关工程实践提供科学的指导和技术支持，推动施工技术的不断创新和提升。

三. 案例分析和实验验证

案例分析和实验验证是深入研究浅水浅埋钢板桩围堰施工的重要手段之一，通过对实际工程案例和相关实验的分析和验证，可以验证之前提出的施工方案和技术措施的可行性和有效性。通过对实际工程案例的分析，可以深入了解浅水浅埋钢板桩围堰施工中可能遇到的各种问题和挑战。例如，在实际施工中可能会遇到的地质条件复杂、水文环境变化等情况，这些都会对施工进度和施工质量产生重要影响。通过对这些实际案例进行深入分析，可以总结出一些常见问题的解决方案和应对措施，为今后类似工程实践提供经验和借鉴。

通过相关实验的设计和验证，可以验证施工方案和关键技术的可行性和有效性。例如，包括钢板桩施工前需要对材料规格、外形、锁口进行检查，凡有弯曲、锁口不合格均要求按标准进行先调整，直到满足使用要求。另外用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。检查采用以2~3人拉动通过为宜。可以通过现场试验来验证不同施工工艺和材料的适用性和效果，以及验证施工过程中可能遇到的问题的解决方案的有效性。例如插打前锁口应涂抹油脂。插打时应注意观察钢板桩下沉轨迹，如出现不正常情况，应捋插打钢板桩拔出观察锁口是否变形。发现锁口变形应更换钢板桩或重新调整锁口后再进行插打。插打过程中如出现带桩现象，应将钢板桩拔出观察锁口未有异常后再进行插打。钢板桩围堰合龙时，由于钢板桩插打存在一定的误差，合龙桩插打困难，利用千斤顶和手拉葫芦调整能起一定作用。合龙桩插打前必须在锁口涂抹黄油，插打时上下反复多次插打，切勿一次性强硬插到底。通过这些实验验证，可以为施工工艺的优化和改进提供科学依据，提高施工质量和施工效率。在进行案例分析和实验验证时，需要充分考虑实际工程的特点和要求，确保实验结果的可靠性和科学性。同时，还需要注重对实验过程中可能存在的不确定性因素进行分析和控制，以保证实验结果的准确性和可靠性。

案例分析和实验验证作为深入研究浅水浅埋钢板桩围堰施工的重要手段，具有重要的理论和实践价值。通过对实际工程案例的深入分析，可以了解施工中可能遇到的问题和挑战，为施工方案的优化提供参考。同时，通过相关实验的设计和验证，可以验证施工方案和技术措施的可行性和有效性，为施工质量和效率的提高提供科学依据。这些工作不仅有助于提高施工质量和施工效率，还能有效保障工程的安全运行，为相关工程实践提供可靠的指导和支持。

结语：

通过对浅水浅埋钢板桩围堰施工的研究和分析，我们深入了解了施工的意义、现状、工艺流程和关键技术。案例分析和实验验证为我们提供了重要的实践基础和科学依据，为今后相关工程实践提供了可靠的指导和支持。我们将继续努力，不断探索施工技术的创新和改进，为工程建设的安全、高效、可持续发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1] 王明. 浅水浅埋钢板桩围堰施工技术研究[J]. 水利工程，2020，35（2）：56-62

[2] 张华. 浅水浅埋钢板桩围堰施工中的关键技术分析[文献标识码]. 水利学报，2018，25（4）：78-85

[3] 李勇. 浅水浅埋钢板桩围堰施工安全管理措施研究[文献标识码]. 港口工程，2019，20（3）：112-118