浅谈锁口钢管桩围堰施工在桥梁工程应用

摘要：随着桥梁建设的进一步发展，逐渐走向大跨度的方向发展，大型桥梁工程的水下承台的围堰施工，有多种多样的施工方法，并且施工技术也日趋成熟。根据工程结构的不同特点，来确定围堰结构大承台在水中进行施工的方法选择。并且与双壁钢围堰和钢板桩围堰相比较而言，船闸钢管桩围堰具有挡水、挡水的特点，并利用钢管圆截面的力学特性简化结构，成本低，安装速度快。它对桥梁施工的安全性、工期、经济效益和社会效益有着重要的影响。锁定钢管桩围堰施工方法是在桥梁水域中，采用锁紧钢管桩作为围堰进行围水闭水的一整套施工工艺。锁定钢管桩围堰施工技术在桥梁工程中应用广泛。该技术可显著提高施工效率，降低工程难度，提高整体质量。所形成的截面强度好，工程效益显著。

引言

锁口钢管桩围堰的特点是，能够承受四周围土的压力，同时也能解决河水渗流的情况，并且锁口钢管桩的结构坚固耐用，整体的安全系数比较高，在基坑开挖施工时难度降低了。而从经济效益方面看来，锁口钢管桩材料提高了使用中周转效率。当完成钢管桩围堰的施工后，可采用钢管对现浇段主梁进行支护；从技术效果方面来看，选择合理的施工参数，并且围堰检测能够严格执行，对围堰变形和支座渗漏进行了处理在锁口钢管桩围堰施工过程中不发生。

一、锁扣钢管桩围堰特点、应用及施工方案 1、锁扣钢管桩围堰特点及适用范围

锁扣钢管是有钢管、T型锁、C型锁三部分组成，连接结构是钢管与C型锁相连，钢管的左端管壁垂直连接C型紧锁，C型锁一侧开口并且锁的横截面为C形，侧面具有加强筋。T形锁钢管垂直连接偏半径管壁右端，而T形锁槽段形状为工字形。复杂地质、地层和深水地基比较多用锁扣钢管桩围堰，因为锁扣钢管桩围堰具有施工速度快，制造、加工、安装下沉方便灵活的优点，并且它的工艺简单，桩截面强度和刚度大，主要是能够支撑方便、设备投资少、可重复使用等特点。钢板桩围堰适用于砂土、粘性土、砂砾土、风化岩等深埋深基坑、水深大。于4米、深厚覆盖层、高速水流等硬河床。防水性能好，钢板桩的刚性强度强，施工设计比较适用于大河深水地基，在薄、平坦覆盖层岩石做河床设计。 2、锁扣钢管桩围堰施工方案 （1）施工顺序

首先，从淮河河两侧到各码头设置钢栈桥，在每个墩位设置水工平台和桩基础。桩基施工完成后，应拆除承台上的平台，并应插入锁定钢管桩，在水状态下用C25水下混凝土封底，然后进行檩条和内支撑排水，然后桩帽和墩。应建造主体。 （2）组织与设备准备

施工前准备，将锁桩加工成半成品选择近岸施工场地，根据现场条件和方案设计要求，用吊车吊装，平板车或运输船运至各墩。钢管桩采用振动打桩机逐根振动沉桩。安装围堰内支架进行清淤、泵送、水下封层混凝土浇筑。

（3）锁扣钢管桩围堰设计方案

围堰顶高程按施工期最高水位以上2m控制，围堰钢管桩顶高程设计。

锁紧设计：选用锁公头、母头、壁厚焊接钢管连接。从基坑开挖的砂土和棉絮作为锁扣的封堵材料。塞进锁扣里的混合物，主要有棉絮和砂土，在填充锁扣时，主要填充物选择棉絮和粘土，体积比为1：1的棉泥填筑4-5m，然后振动锤压实。

内支撑设计：支撑采用双肢工字钢管，分配锁紧钢管作为梁支撑；分配梁支撑为三根工字钢紧钢管，采用钢管作为四个内支撑，全焊接固定的方式内支撑与钢管桩，坚固围堰的整体结构。但是当桩底或桩顶由于振动锤激振力过大时，破坏应力集中时沉桩困难，应在桩顶或桩底外侧焊接钢板环加固。

围堰结构验算：根据围堰设计图纸，开挖围堰采用水下的方式，计算围堰承受的荷载以及封底混凝土厚度，根据虑水下封底混凝土情况，考虑施工中最不利的因素，在围堰封底后封底素混凝土承受向上水压，将围堰内的水排出，钢管桩入土深度计算：钢管桩入土深度采用等效梁法，计算围堰稳定的最小土层深度。

基坑底部反管道的验算：从钢管桩围堰向底部封底混凝土顶面抽水时，确保底部封底混凝土底部土层没有管道；施工开挖时，地基土的承载力超重，地基的平衡受外部荷载影响，发生基坑顶部塌陷下沉情况，基坑的泥土流失情况发生，基坑底部出现凸起现象。为了避免特殊情况的发生，防止基坑底部隆起，有必要在水下基坑开挖前，地基施工前检查其稳定性。 抗浮稳定验算：混凝土封孔设计强度达标后，可以向钢管内注水，为满足抗浮稳定要求，设置其他檩条保证整体封底混凝土和钢管桩围堰稳定性，验算的土层深度时，依据封底混凝土的厚度与钢管桩抗浮稳定数据计算，围堰钢管桩结构计算：为了满足安全性，计算钢管桩围堰在各种负荷情况下，主桥的桥梁在荷载下是安全的，按照荷载要求施工。 （4）锁扣钢管桩围堰施工方案

一般基础底层封层下部的土质，主要有粉土和粉质粘土，他们的特性在自然状态下，具有硬塑性，具有良好的抗渗性。根据计算报告，施工采用水开挖。 （5）围堰维护及监测

施工完成后围堰维护，应当增加相应的措施，专门的人定期维修和补充，整个围堰的警戒设施，能够认真检查，对围堰连接部位有无焊接和漏焊的情况，及时对有钢管桩、支撑梁、檩条的焊缝进行焊接和补焊。钢管桩锈蚀严重时，应及时除锈，焊接钢筋钢板。检查支撑梁、檩条是否变形、松动，楼梯是否稳定，围护结构是否牢固可靠。

而围堰的顶部能够布置水平位移和垂直位移的监测点，围堰顶部决定监测方案，为信息化施工提供基础数据参考，避免事故发生。根据监测数据，分析围堰变形趋势，确定相应的应急措施，确保施工安全。 二、在桥梁工程中的应用

以朝阳沟水库超大型桥梁P3墩基础的闭口钢管桩围堰支护为分析对象，总结了船闸钢管桩围堰在施工过程中的制造、插入和封堵过程，阐述了锁口钢的施工技术要点。管桩围堰施工经验的积累，为类似工程提供了成功案例，。朝阳沟大桥是郑州的重点高速公路工程，朝阳沟大桥跨越登封市，是目前世界上斜拉桥中跨度最大的，采用形钢腹板PC箱梁。 在桥梁施工过程中，经常采用围堰将水下作业转化为陆上作业。工程中经常采用钢板桩围堰和单壁钢吊箱围堰。在各种围堰形式中，船闸钢管桩围堰具有挡水、挡水的特点，并利用钢管圆截面的力学特性简化结构，成本低，安装速度快。它对桥梁施工的安全性、工期、

经济效益和社会效益有着重要的影响，而且他的平面布置适应性强等特点。适用于水深小于20m，流速小于3m/s，河床为砂土、粘性土、碎石土、风化岩下的高桩承台、低桩帽。根据潮阳沟大桥的环境保护要求和地质条件，选择刚度高、密封性强的围堰。在综合考虑闸墩P3基础施工的基础上，选择了船闸锁桩钢管围堰。

现场施工需要知道的地质资料，以及经济技术分析，通过朝阳沟大桥记录看来，锁定钢管桩围堰方案实施效果非常好，基础施工P3墩基础使朝阳沟大桥明显工作环境改善，工人的作业风险降低了。施工过程后期朝阳沟大桥选定主梁0号块作为锁口钢管桩的下支架，施工成本有效降低显著获得了经济效益。并且在施工船闸钢管桩围堰过程中朝阳沟大桥没有出现管涌、渗水等现象，也不会污染水资源，非常具有社会效益。 总结

桥梁工程在施工时，采用锁口钢管桩围堰不仅在技术上有较大的进步，在经济效益上也非常可观。锁口钢管桩采用现成的材料，利用成型的钢管与型钢，并且用量节省，在现场的加工过程中利用率高，所以降低了施工的成本。而钢管桩本身具有良好的强度能够满足结构要求，在施工受力分析的沟通城中便于评估，工序简单能够有效控制，所以在桥梁工程中取得广泛应用。 参考文献：

[1] 张志欣.锁口钢管桩围堰在城市水中桥梁的应用[J]. 中国水运. 2016（01） [2] 于志兵，牟行勇，孙兵. 锁口钢管桩围堰逆作法施工技术[J].公路. 2017（04）