深大基坑钢板桩围堰施工技术应用研究_开题报告

文献综述

钢板桩是桥梁水基础施工中常见的且十分重要的临时设施,适用于软弱地层、深水基坑的施工,其防水性能好,整体刚度性较强。在桥梁基础深水基坑施工中钢板桩能达到安全、快速、减少基坑土方开挖量的目的。

上世纪初，钢板桩在欧洲开始生产以来，就逐渐步在欧洲、日本等国家和地区的永久性和临时性工程中得到广泛的应用，永久性的工程如：岸壁、防波提、护岸、船坞、码头、人工岛、水、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、地基加固等；临时工程如：围堰、基坑支护等。上世纪六十年代，西方主要经济发达国家已经普遍使用钢板桩，应用领域十分广泛。

在亚洲，日本最先使用钢板桩。1903年日本首次进口钢板桩，1931年开始生产钢板桩，经近80年的发展，日本在钢板桩产品研发、设计研究、施工工法以及施工设备制造等方面均达到了世界先进水平。

据了解，国外热轧钢板桩的消费结构大致是：60%用于一次性使用的永久结构，约40%在临时结构中反复应用。

在二十世纪五十年代，我国首次在铁路桥梁、围堰施工中使用钢板桩，60年代在葛洲坝首页钢板桩作围堰。之后因受当时的价值关影响，加之廉价的土地资源和人力资源的作用及国内生产技术的制约，导致钢板桩在我国的应用与发展十分缓慢。

近年来，随着我国经济的快速发展，特别是中国高速铁路的大发展，各类快捷、高效、环保、节能的建筑工法正渐渐得到认可并发展，一些重大的工程项目已经普遍使用钢板桩及相应的工法，取得了良好的经济效益。如沪昆高铁、杭州湾跨海大桥、温福铁路及上海长兴造船基地等都有采用钢板桩的应用实例。

钢板桩围堰是最常用的一种钢板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等，目前国内以拉尔森式为主，简称拉森钢板桩。钢板桩强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。

在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

钢板桩围堰施工的优点主要包括：

（1）施工质量可靠、安全系数高。采用拉森钢板桩施工的围堰由于支撑体系坚固，在水体长期流动冲刷的情况下，堰体可以做到不变形、不流头。既保证了围堰的质量不受环境变化的影响，也确保围堰内部施工作业的安全、更保护了湖泊河床的生态。

（2）绿色环保、节省工期。传统的放坡回填土围堰施工由于放坡（按以往施工经验两边放坡镇1/3）占据围堰内有效使用面积，导致修筑围堰的回填土量大，污染环境，增加了修筑和拆除围堰的难度。而钢板桩围堰采用环保的钢板桩垂直挡土，回填土量和占湖面积小，缩短了修筑和拆除的围堰的工期，保证了对湖泊最小程度的污染，减小了对湖床生态平衡的破坏，并保护节约了土地资源。

（3）经济效益显著。通过钢板桩做垂直挡墙进行回填土做围堰，减少了土方回填量（根据经验减少约2/3的回填土方），钢板桩可周转使用（使用次数≥50次），打桩工艺简单，操作方便，机械化程度高，并且修筑的围堰不变形、不垮塌、拆除方便，减少了建造、维护和清除围堰的成本。

目前在我国一些重大的工程项目已经普遍使用钢板桩及相应的工法，取得了良好的经济效益。特别是桥梁水中基础施工，一般均采用钢板桩围堰施工方案。钢板桩施工方法简单、快捷、防水止渗的效果比较好，并且整体的稳定性能比较强，能够有效解决路桥工程中地质条件复杂、施工难度比较大以及工期比较紧的工程项目。但在深水基础钢板桩围堰实施过程中，还存在许多具体的问题，极易产生较大的安全隐患。

本文结合温州市域铁路S1线灵昆特大桥工程实例，简述深水基础钢板桩围堰施工的优点以及工程概况，对钢板桩围堰施工技术、控制要点以及钢板桩围堰施工中存在的问题与处理方法进行论述分析。

选题的目的及意义

深水基础钢板桩围堰施工存在较高的安全风险，受环境影响大。本工程位于瓯江南口受潮汐影响段，属正规半日浅海潮型。本工程海域潮汐日不等现象较为明显，一般从春分至秋分时段内夜潮大于日潮，从秋分至翌年春分日潮大于夜潮。水位主要受潮汐水位控制。根据水文资料显示，历年最高潮水位为4.79m，历年最低潮水位-3，74m,历年最大潮差7.21m。因此委托第三方监测单位对围堰基坑施工期进行全面监测。围堰基坑监测是对整个围堰安全性的全面了解，是确保工程的顺利施工的必要措施。在出现异常情况时能够及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数，确保工程安全施工。围堰监测应在吸泥前开始进行，墩身施工完毕后结束。

(1)围堰基坑监测的项目和预警值

针对钢板桩围堰的施工特点和本工程的实际情况，水深较大处的进行过程检测。基坑监测的内容主要包括内支撑应力监测和钢板桩应力监测。根据围堰设计计算资料可知道每个围堰内支撑和钢板桩的计算最大应力值，为保证安全，施工警戒值取计算最大应力值。

（2）监测方法和监测点的布置

监测方法均采用轴力应变计进行应力监测。监测前，根据设计计算资料确定内支撑、钢板桩的最大应力应变位置为监测位置，将轴力应变计焊接在相应的位置，在施工过程中通过监测轴力应变计的应变来计算确定钢支撑和钢板桩的应力。为达到检测目的，使收集的数据具有代表性，测点布置的原则是在钢板桩、内支撑上分别布置，能反映钢板桩全长的应力分布，能反映内支撑圈梁、斜撑的应力分布情况。

通过对深水基础钢板桩围堰进行系统的监测，风险得到了提前预警，使施工安全得到了切实的保障。

三、^范文提纲

摘要、关键词

目录

（一）案例工程概况

（二）深水基础钢板桩围堰的施工

1、钢板桩、钢构的运输及整理

2、钢板桩焊接

3、钢板桩插打

4、钢板桩围堰的合拢

5、围堰内支撑安装

6、钢板桩拆除

（三）施工安全、质量控制要点

1、“人、机、材”进场检查

2、测量控制

3、钢板桩插打质量控制

4、内支撑体系控制

5、钢围堰吸泥、封底控制

6、钢围堰监测

（四）常见问题及防治措施

（五）结束语

（六）参考文献

四、参考文献

[1]刘俊岩.《深基坑工程》.中国建筑工业出版社，2001，P45~47；

[2]彭亚飞.《深水基础钢板桩围堰施工工法》，山西建筑，2010, P112~114；

[3]李迎九.《钢板桩围堰施工技术》.桥梁建设，2011, P55~58；

[4]张俊平.《水中墩钢板桩围堰的设计与施工》，上海铁道科技，2008；

[5]吴刚刚，李彩霞，张庆谱.《曹娥江袍江大桥承台钢板桩围堰设计与施工》.西部交通科技，2010（11）；

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[10]刘俊民主编. 《工程地质及水文地质》，中国农业出版社，2004；　　

[11]肖先波主编. 《地基与基础》，同济大学出版社，2009。