一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰技术领域
本实用新型涉及桥梁领域，具体而言，涉及一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰。
背景技术
承台(bearing platform)指的是为承受、分布由墩身传递的荷载，在桩基顶部设
置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台。施工时，首先进行场地准备，例如，场地整平、基坑四周
打土埂挖截水沟，防止地表水流入基坑。基坑内一般设置集水坑，潜水泵抽水，确保基坑始
终处于无水状态。当承台基坑的开挖量不大，基坑较浅时，可采用人工进行基坑开挖。基坑
尺寸大小以能满足承台立模作业宽度(一般宽出承台位置0.5m～1.0m)并保证边坡稳定，强
度能承受系梁结构重和施工荷载，保证在系梁砼施工时垫层不变形、不下沉。对于基坑的深
度较大，且地址条件差，容易受到水流冲击作用的跨河道桥梁施工时，基坑的施工不能采用
现有的放坡或者简单支护开完，因此，亟需一种能够在地质条件差，适于河道施工的支护结
构，以便基坑的顺利开挖。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰，以确保承台施
工的安全，防止承台在施工期间受到水流的冲击。
本实用新型是这样实现的：
一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰，包括：内支撑和由多个钢板桩依次连接围
设而成的围堰主体。围堰主体的断面为矩形。内支撑位于围堰主体内，且内支撑包括边梁和
水平撑。边梁沿围堰主体的内壁设置，水平撑分别与围堰主体相对的两侧边连接。
优选地，用于支护承台基坑的钢板桩围堰还包括：八字撑。八字撑的两端分别与位
于围堰主体的相邻的两个侧边的边梁围堰主体的相邻的两个侧边连接。
优选地，用于支护承台基坑的钢板桩围堰还包括：多个型钢桩。多个型钢桩设置于
钢板桩和边梁之间，且分别与钢板桩和边梁接触连接。
优选地，型钢桩包括H型钢、工字钢、槽钢及钢管中的任一种。
优选地，用于支护承台基坑的钢板桩围堰还包括：连接件。围堰主体转角处的相邻
两个钢板桩通过连接件连接。
优选地，连接件为梯形结构。
优选地，用于支护承台基坑的钢板桩围堰还包括：相互匹配的定位钢管桩和定位
钢板，定位钢管桩和定位钢板均设置于围堰主体外，且定位钢板位于定位钢管桩与边梁之
间。
优选地，钢板桩包括拉森钢板桩。
优选地，边梁和水平撑均采用H型钢。
优选地，围堰主体为单层或者双层。
上述方案的有益效果：
本实用新型提供的用于支护承台基坑的钢板桩围堰采用钢板桩进行基坑围护，并
利用边梁和水平撑进行加固，从而确保了承台施工安全。此外，利用该围堰还可以抵御河道
水流的冲击，从而保持承台施工环境免受洪水冲刷。当洪水过后，承台基坑经抽排水后即可
继续进行施工，有力地保证了生产安全和工程的顺利进行。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用
的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被
看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可
以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为示出了本实用新型提供的用于支护承台基坑的钢板桩围堰的平面布置图；
图2示出了图1提供的用于支护承台基坑的钢板桩围堰中的钢板桩的结构示意图；
图3示出了图1提供的用于支护承台基坑的钢板桩围堰中的A部放大图；
图4示出了图1提供的用于支护承台基坑的钢板桩围堰中的边梁和八字撑的连接
结构示意图；
图5示出了本实用新型提供的另一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰的平面布置
图。
附图标记说明：
钢板桩围堰100；钢板桩101；边梁102；八字撑103；
水平撑104；内支撑105；剪力墙106；连接件201；矩形部202；
次尖头部203；主尖头部204；肋板205；转接件206；
定位钢管桩301；定位钢板302；围堰主体401。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附
图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，
而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人
员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范
围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”等指
示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯
常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示
所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
实用新型的限制。此外，术语“主”、“次”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对
重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，
或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介
间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参阅图1，本实施例提供了一种用于支护承台基坑的钢板桩围堰100，包括：由多个
钢板桩101依次连接围设而成的围堰主体401内和支撑。内支撑105位于围堰主体401内，且
内支撑105包括边梁102和水平撑104。边梁102沿围堰主体401的内壁设置，水平撑104分别
与围堰主体401相对的两侧边连接。
本实施例中，围堰主体401为立方体形结构，其断面为矩形。在本实用新型的其他
实施例中，围堰主体401的结构也可以是其他形状，例如，圆柱形、多边形等等，可以根据施
工现场的场地和施工方 式进行选择。围堰主体401可根据需要设置为单层或者双层，本实
施例中，围堰主体401为单层。
钢板桩101可以有多种选择，本实施例中，钢板桩101采用拉森钢板桩101，拉森钢
板装结构请参阅图2。钢板桩101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。常见钢板桩101有拉尔森式，拉克万纳式等。钢板桩101具有强度
高的特点，因此，钢板桩101在外部作用力下容易打入坚硬土层。钢板桩101还具有以下优
点：1、承载力强、质轻，由钢板桩101构成的连续墙体具有很高的强度与刚性，能够承受较大
的外部冲击。2、水密性高，钢板桩101连接处锁口结合紧密，不经过防漏处理即可获得较好
的防渗效果。3、施工简便，钢板桩101可适应于不同的施工环境和土质情况，且作业占用场
地较小，从而可有效降低开挖土方量。4、使用寿命长，寿命可长达50年。5、施工环保，使用钢
板桩101可减少施工过程中的取土量和混凝土用量，可有效保护土地资源，减少环境污染问
题。6、施工效率高，适于快速实施防洪、塌陷、流沙、地震等救灾抢险与预防。7、复用性高，在
临时性工程中，可重复使用20～30次，有利于降低施工成本。8、由钢板桩101构成的墙体较
轻，且具有较大的适应变形能力，适于各类地质灾害的预防处理。
内支撑105起到对围堰主体401的支撑作用，进一步提高了围堰主体401的结构稳
定性，可承受外界更大挤压作用力。根据围堰结构的特点，本实用新型中内支撑105包括边
梁102和水平撑104，边梁102沿钢板桩101组成的连续墙体的前面设置，以减少各个钢板桩
101之间发生相对位移的情况发生。水平撑104设置于矩形结构的相对的两侧边之间，从而
使得围堰主体401相对的两侧边被支撑，提高围堰主体401的接球个强度。边梁102和水平撑
104优选采用钢材制作而成，例如，采用钢板或者钢管，本实 例中，边梁102和水平撑104均
为H型钢。
进一步地，钢板桩围堰100还包括八字撑103。具体地，八字撑103的个数为四个，分
别位于矩形的围堰主体401的四个角处，八字撑103采用H型钢。八字撑103的两端分别与位
于围堰主体401的相邻的两个侧边的边梁102连接。八字撑103与围堰主体401的相邻的两个
侧边构成三角形结构，其结构稳定性高，可以承受来自各个方向挤压作用力。
参阅图4，为便于八字撑103与边梁102之间的连接，八字撑103的两端均设置主尖
头部204，并且通过转接件206焊接。转接件206包括相互连接的矩形部202、与尖头部匹配的
尖头部。矩形部202与边梁102焊接固定，八字撑103的主尖头部204与转接件206的次尖头部
203匹配焊接固定。进一步，主尖头部204、次尖头部203还通过肋板205与边梁102焊接固定，
以增强侧向的抗压性能。
作为优选的方案，钢板桩围堰100还包括：多个型钢桩(图中未示出)。多个型钢桩
设置于钢板桩101和边梁102之间，且分别与钢板桩101和边梁102接触连接。型钢桩包括H型
钢、工字钢、槽钢及钢管中的任一种。本实施例中，型钢桩采用钢管。钢板桩101插入土层，对
钢板桩101起到支撑作用，可以更进一步地提高钢板桩101的稳定性。围堰主体401内部还可
设置剪力墙106，边梁102位于钢板桩101和剪力墙106之间。剪力墙106的设置使得钢板桩围
堰100能够承受更大的水平荷载、竖向荷载以及抗倒塌能力。
通过边梁102、型钢桩的设置，围堰主体401的稳定性大大提高，钢板桩101之间更
不易发生较大幅度的相对位移，并且钢板桩101的密闭性更高，不易渗水。
由于本实施例中，围堰主体401为矩形结构，优选对其转角处进行密封设置，以便
保持钢板桩101之间的连接牢固程度和密闭性。具体地，钢板桩围堰100还包括连接件201。
参阅图3，围堰主体401转角处的相邻两个钢板桩101通过连接件201连接。作为一种实现方
式，连接件201为梯形结构，其两个斜边分别与两个钢板桩101连接。
当土质较松软时，在施工钢板桩101时，容易发生钢板桩101的偏位或者滑移、倾斜
的问题，从而影响围堰主体401的结构。针对这一问题，参阅图5，钢板桩围堰100a还包括定
位钢管桩301和定位钢板302。定位钢管桩301和定位钢板302均设置于围堰主体401外，且定
位钢板302位于定位钢管桩301与边梁102之间。通过定位钢管桩301和定位钢板302对钢板
桩101进行定位，从而提高钢板桩101的施工精准度。
钢板桩、内支撑的尺寸可根据具体的施工条件确定，本实用新型不对其具体尺寸
做限定。以渭河秦王二桥为例进行说明：
主桥的3、4号主墩为横桥向三矩形空心墩，边墩承台为矩形，尺寸为8.6×8.6×
3.5m；中墩承台为正六边形，各边长均为7.078m，厚3.5m。主桥2、5号边主墩为横桥向三柱矩
形空心墩，边墩承台为矩形，尺寸为6.8×6.8×2.8m；中墩承台为正六边形，各边长均为
5.701m，厚2.8m。各主墩承台均位于河道内，基坑深度约在5.0m左右。
4个墩的承台基坑开挖，采用长12米、宽0.4米的小齿口拉森钢板桩围护，并采用
HM400×400×13×21mm的H型钢作为边梁与水平撑。边梁采用HM400×400型钢卧放，水平撑
采用HM400×400型钢竖放；HM400×400型钢的“八”字撑。每个墩3个钢板桩围堰100。2、5号
墩承台尺寸为6.8×6.8+11.402×9.875+6.8×6.8(横桥向×顺桥向)，对应的钢板桩围 堰
100尺寸为10.6×10.6+16.156×14.26+10.6×10.6(横桥向×顺桥向)，围堰顶标高351.0，
底高程339.0。钢板桩从承台底入土不少于7m。
需要注意的是：在钢板桩及内支撑安装及使用过程中，不得在内支撑上堆放型钢、
钢管、钢筋、模板、空压机等材料及机具设备，以防内支撑的下挠变形，影响内支撑的承载能
力。在吊装、安装各种材料过程中，不得触碰、撞击内支撑。内支撑上的人员，在边角部位的
不得走超过5人；在中间部位的内支撑，不得放置任何荷载。
本实用新型提供的钢板桩围堰的施工过程如下：
一、施工准备
1)打桩等设备入场前，必须做好施工现场的三通一平准备工作，并清除现场妨碍
施工的高空和地下障碍物，桩基行走路线地面坚实，以确保打桩机行走、打桩安全作业。2)
工程技术人员根据设计图纸测设基准轴线，并向外引测设立固定桩，并涂红色标志。将水准
点转至现场，以备施工中校验控制桩顶标高。3)进行工程技术交底，会同监理方复验轴线、
墩位并完备有关手续。经检查合格钢板桩、钢支撑、钢围囹采用汽车分批运输到位。4)对机
械进行全面检查，确保各部位连接件牢固，并对润滑点加注润滑油。5)对电器设备、线路进
行检查。
二、打拔桩施工技术
选用120KW振动锤，履带吊起吊能力50吨，打拔钢板桩长度为12米。施工流程依次
为：大平整场地、测量定位放线并复核、开挖走向沟槽、铺设导向夹架、吊车就位、起吊钢板
桩、插桩并测量其垂直度、沉打钢板桩并随时观测、拆除导梁、内支撑安装、承台工程全部完
成后回填基坑、拆除内支撑、拔桩、运桩出场。
1)定锤插桩、打桩
(a)打桩前因进行基坑定位放线，并进行复核验收。(b)打设定位控制桩、安装导
梁。(c)吊车就位后，提升钢板桩离地时，用拖绳稳住桩的下部，以免撞击打桩架和邻近的
桩。桩起吊后，要稳住桩身，先使桩对准桩位，扶正桩身，然后使桩插入土中。桩的垂直度偏
差不得超过1％，桩就位后震动锤和桩身中心线应在同一轴线上，避免偏心。(d)打桩开始
时，利用桩锤自重让其自沉，待桩入土一定深度，桩不易发生偏移时，适当增加振动力并逐
步提高到规定数值。在整个打桩过程中应进行垂直度观察，发现问题及时纠正。在桩接近标
高时，不能过早停打，以免发生桩顶标高不一。因此桩下端接近设计标高时，应仔细操作，严
格控制，务求一次完成。
施工过程中的桩位标高控制：将现场既有的且经过确认的水准点，引测到打桩范
围附近，以利施工中监测。为了既保证质量，又加快进度，根据现场施工实际经验利用长30
～40m塑料油管，充水放气后控制水平标高，并利用水准仪经常复核。
三、内支撑安装
根据设计要求设置边梁，边梁的底部可设置L梁与钢板桩焊接牢固，以便固定边
梁，完成边梁的安装。施工水平撑，施工工艺流程如下：定位、钢支撑拼接焊接、预顶预应力、
焊接固定牢固、抽水挖土施工、换撑、拆除钢支撑。水平撑拼接焊接时要对正位置，经过再次
复核无误后焊接。
钢支撑安装时，一端先点焊固定，另一端用千斤顶预顶设计轴力的二分之一预应
力，然后再焊接固定，最后再全部焊接固定牢固。具体施工时，千斤顶先顶半幅钢支撑，顶足
设计轴力的二分之一时，焊上相应长度、宽 度的钢板底板和单边侧板，中间的筋板(钢板厚
2cm)，焊牢后，松下千斤顶再焊上面板和单边侧板。预顶预应力，每预顶50KN为1级，间歇10
分钟观察钢支撑情况无变化后，再顶下1级；以此类推直至满足预顶预应力。
土建结构、施工至钢支撑高度时，要拆除钢支撑。拆除钢支撑必须保证在施工中的
安全；其安全分为两部分，一是围护结构的安全，二是施工的安全。为保证围护结构的安全，
在钢支撑拆除前必须先做好换撑工作。
具体换撑工作施工：底板浇筑后，在有预顶应力的钢支撑点处，在底板与拉森钢板
桩支间用素土回实，支撑处C20素混凝土填满，一个点的长度约2m长，方可拆除支撑。为保证
施工安全，拆除钢支撑必须按下列步骤进行：拆除前先用氧乙炔割炬将后焊的钢支撑钢板
割除，用人字扒杆挂手拉链条葫芦，抱住钢支撑中间，再用吊车吊住钢支撑一端的一半(最
大件钢支撑总重约7吨，一端重量约重3～4吨，一端的一半约重2吨)，然后用氧乙炔割炬将
钢支撑割断或拆除螺丝，两端分割后，可用吊车将钢支撑一端吊离。水平撑拆除后，即可拆
除边梁。
四、拔桩施工
(1)拔桩机械利用打桩振动锤振动拔桩。(2)拔桩时如遇摩阻力较大，在钢板桩咬
口内注以润滑油减小阻力。(3)拔桩起点和顺序：拔桩起点应离开角桩5根以上。拔桩顺序与
打桩顺相反。(4)拔桩时，先将桩锁口振活以减小土的粘附力，然后进行拔桩。对较难拔出的
桩可先用锤将桩打下10～30cm，然后拔桩。为及时回填拔桩后的土孔，当把钢板桩拔到比基
础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。桩拔出后应及时回
填拔桩后的土孔。(5)起重机拔桩随实际情况逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器的弹簧的
压缩极限。(6)对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连
续工作不超过1.5h。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域
的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，
所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。