深水基础施工

水中基础施工工艺

水中基础有三种常用的施工方法，即：筑岛围堰、钢板桩围堰以及双壁钢围堰。下面逐一介绍：

一、筑岛围堰

一般来说，水深不大于2米，流速小于0.3m/s处的水中基础，适用土石筑岛围堰；水深不大于3米，流速小于1.5m/s处的水中基础，适用草袋筑岛围堰。

①土体围堰：水深较浅、流速比较缓慢，围堰底为不透水土层可用土堆筑成梯形截面的土堤，其迎水面的边坡不宜陡于1:2（竖横比，下同）,基坑侧边坡不宜陡于1:1.5。为防止迎水面边坡受冲刷，常用片石、草皮或草袋填土围护。

②草袋围堰：围堰堰体采用草袋、麻袋或编织袋装以松散的粘质土，装土量为袋容量的1/2-2/3,袋口用麻袋线或细铁丝缝合，堆码土袋时，上下左右互相错缝，并尽可能堆码整齐。

若水流较大时可采用有粘土心墙的围堰，流速较大时，外圈土袋可装小卵石或粗砂，以防被水冲走，必要时抛片石防护，或者外圈改用竹篓或荆条筐内装砂石。

在内外圈土袋堆码至一定高度或出水面后，即可填筑粘土心墙，粘土心墙的填筑采取顺坡填筑，不得直接倾倒在水中。

为防止渗水，围堰底部采用砼封底。如下图：

编织袋粘土芯墙围堰横断图

二、钢板桩围堰

水深4m 以上、流速较大且地质情况较好(如砂层、碎石土、风化岩、熟性土等地层)的水中基础适用钢板桩围堰。钢板桩可以打入土中或连到物件上，组成承载及防水结构。

钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、U 形、槽形及Z 形等,有各种大小尺寸及联锁形式。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。能按需要组成各种外形的围堰，防水性能好，并可多次重复使用。如下图：

直线型钢板桩

其高度底，接近于直线，所以对于开挖一些沟渠，特别是在两个建筑物中间空间不大，而又必须开挖的时候，比较适用，第一，他可以形成一道稳固的钢板桩墙，从而保证向下顺利开挖，而不受两侧踏方，地下水的影响，另外，还有助于稳定地基，从而保障的两侧建筑物的稳定

钻孔桩

H

1:0.5

水位

1.5m

0.8m 1:0

.51:0.5

编织袋围堰

封底砼（50cm厚）

粘土芯墙1:0

.50.8m 0.8m 0.8m 0.8m 0.8m

1.5m

承台

U型钢板桩

又叫拉尔森式钢板桩，规格型号丰富，可根据工程实际情况，选取最经济、合理的截面，实现工程设计上的最优化，比同性能热轧钢板桩节省材料10-15%，极大的降低了施工成本，比较常用。

槽型钢板桩

槽桩是一种轻型槽板，采用简易的搭连接法，设计用于低强度要求的快速重复使用。

1. 适用于浅埋暗挖或类似的开挖作业.

2. 成本效益高并且使用简易.

Z型钢板桩

锁口对称分布在中和轴两侧特定的位置

> 较高的抗弯强度

> 截面厚度有利于沉桩

> 与其他钢板桩相比，Z系列宽度增加有效地节省了吊装和打桩时间

> 截面宽度增加，减少了每延米墙体的锁口数量，直接提高了板桩墙的止水性能

钢板桩的插打方法可分为远块(组)插打、先插合拢后打和开始的一部分远块插打，后一部分先插合拢后再打。钢板桩施工完毕，待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身。以开始的一部分逐块插打，后一部分先插合拢后再打为例，其施工工艺流程如下：

组桩的嵌缝用油灰及棉絮嵌紧密，组桩拼接后，每隔4～5m加一道夹板，使其固定以便插打。组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。

（1）打设定位桩

在钢板桩围堰的四周分别打设定位钢管桩，钢管桩采用振动锤施打，并设导向架。

（2）挂装导向框及内导梁

在定位桩上挂装导框和内导梁，导框和内导梁用型钢加工制作，以使插打钢板桩时起导向作用，并作为围堰的内部立体支撑，直接承受钢板桩传来的水、土压力。

钢板桩打桩立面图

钢板桩起吊

钢板桩就位中下插

打桩锤卡上钢板桩准备振打振打中的小型桩锤

钢板桩插打部位状况

（3）插打合拢

插打作业步骤如下：

在钢板桩锁口内涂黄油。在桩顶系钢丝绳一根，滑车组一付。在桩的下端系缆绳二根。

安绑主副吊点钢丝绳。其中副吊点（下端吊点）用钢丝绳捆扎，并垫以木块，以防滑移和损坏锁口。

用汽车吊起吊。当提升到一定高度时，放松、解除副吊点，使钢板桩接近垂直状态，并利用缆绳控制正反方向。

钢板桩就位下插。第一组钢板桩沿导向架围檩下插，它是整个围堰钢板桩的基准，要反复挂线检查，使其方向、垂直位置准确。其余各桩组，则以已插桩组为准，对好锁口后，利用自重下插。当自重不能迫使其下插时，进行加压。钢板桩插打方法为：开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢后再打，插打次序为从上游开始，在下游合拢，每边由一角插至另一角。

安设沉桩锤，并进行锤击或震动，使钢板桩下沉到预定高程位置。

将已插好的钢板桩，点焊固定于围檩上。按上述步骤逐组下插钢板桩，直至完成。

（4）抽水堵漏

锁口不密的漏水在抽水发现后以板条、棉絮等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中撒入大量炉渣与木屑或谷糠等随水夹至漏缝处自行堵塞，漏缝处较深时，也可用炉渣装袋，到水下适当深度逐渐倒出炉渣，堰脚漏水严重用水下砼封底防渗。

（5）钢板桩插打质量要求

已插下的钢板桩，其倾斜度小于5‰；插入桩位的钢板桩须紧靠围檩，如不能紧靠时，其间隙应小于20mm；每组钢板桩必须按编号插入正确的

桩位，每组偏差应小于±15mm。

钢板桩围堰

三、双壁钢围堰

水深较深（10m以上），水流较急，覆盖层厚的深水基础适用双壁钢围堰。钢套箱围堰按形状可分为矩形（圆端形）和圆形，其中每种围堰又有单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰。

圆形围堰，由于在水压力作用下，只产生环向轴力，可不设内支撑，因此能够提供足够的施工空间，另外，由于其截面可以导流，因此抗水流能力强，它适用于流速较大的深水河流的低桩承台的施工中。但是，由于承台尺寸一般为矩形，因此，其封底的截面积较大，封底混凝土的量较大。

矩形或圆端形围堰，可按承台的尺寸形状设计，减少了围堰钢壁的用钢量以及封底混凝土的用量。但是由于该围堰需加设内支撑，给后续工程的施工带来诸多不便。另外，其抗水流冲击能力和整体性较差，不宜在流速较大的河流中使用。

一般情况下，当水深大于15米（若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证）或承台长宽比小于1.5时，采用圆形围堰较为合适。

单、双壁的构造主要是考虑钢围堰下沉的需要而设计，由于钢围堰重量轻，在围堰下沉较深的情况下仅靠自重难以下沉，需灌注配重混凝土，因此必须设置双壁结构；如果下沉较浅，借自重可以下沉，可设计为单壁结构；如在满足下沉需要的前提下，又要节省材料，可设计成单、双壁组合式结构。

以新南港大桥为例，进行说明。