冷彎鋼板樁航道護岸施工工藝

【摘要】冷彎鋼板樁是在由冷彎機組連續(xù)滾壓成形，且側(cè)面鎖口可連續(xù)性搭接以形成一種板樁墻的鋼結(jié)構(gòu)體。文中筆者根據(jù)實際工程案例，針對冷彎鋼板樁航道護岸施工工藝展開論述，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】冷彎鋼板樁；航道護岸；施工工藝

冷彎鋼板樁作為新型環(huán)保建材用于江蘇航道護岸尚處初期階段，目前在連云港鹽河（灌南城區(qū)段）、連申線南通段、錫澄運河江陰段以及常州、鎮(zhèn)江等航道護岸中已開始使用。目前使用較多的冷彎鋼板樁主要有U型、Z型等型式，Z型鋼板樁一般在工廠直接將2塊聯(lián)成1組（見圖1）。

鋼板樁施工一般采用錘擊法、振動法和靜壓法。打樁設(shè)備通常選用高頻振動液壓樁機，可打、可拔、較方便根據(jù)土質(zhì)情況配備引孔機。也可采用柴油錘、電動錘。在不允許有任何振動或施工作業(yè)面小于6m的作業(yè)環(huán)境中，可采用靜壓法，目前國際上主流的鋼板樁靜壓植樁機SW-150型壓入力150T，適用于500—600多種寬度樁型。

一、施工準備

1.1測量放樣。在控制樁復(fù)測的基礎(chǔ)上，按施工圖紙放樣，定出護岸前沿線。

1.2場地整平。首先應(yīng)將施工場地予以整平，整平范圍為護岸前沿線兩側(cè)分別約2m、10m，同時沿護岸前線開挖基槽，槽底高程比樁頂高程低50cm左右，槽底寬度2m左右。

1.3施工設(shè)備。打樁設(shè)備選用高頻振動液壓樁機，挖機1臺、根據(jù)土質(zhì)情況配備引孔機1臺。

1.4現(xiàn)場管理。滿足安全文明施工要求。

二、鋼板樁施工工藝流程（見圖2）

三、施工要點

3.1沉樁前的準備

1）鋼板樁、機械設(shè)備進場。按設(shè)計要求選用冷彎鋼板樁，出廠前按設(shè)計要求防腐處理。沉樁機械以日本“日立550”履帶式挖掘機為母體，與臺灣PCF400高頻液力機械手組合設(shè)計而成，另配備一臺挖機開挖導(dǎo)向槽及平整場地。2）沉樁場地要滿足樁機安全平穩(wěn)行駛及插樁的要求，不能滿足時，需用挖機平整場地。3）對鋼板樁進行質(zhì)量檢查，正向和側(cè)向的撓度應(yīng)符合設(shè)計要求，用鎖扣檢測工具對鎖口逐根進行通過檢查。4）有防滲要求的鋼板樁鎖口內(nèi)的填充材料和填充質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計要求。5）采用GPS或全站儀對鋼板樁中心線進行放樣，布設(shè)控制點，通過控制點確定鋼板樁鎖口中心線，并沿中心線布設(shè)導(dǎo)向架，導(dǎo)向架用以控制鋼板樁走向及垂直度。

導(dǎo)向架采用700×300H型鋼拼制成具有較大剛度又方便移動的框架型鋼結(jié)構(gòu)，一次可插樁10m左右，兩端設(shè)置700工字鋼固定底座，入土6m，與底座焊接，防止導(dǎo)向架在沉樁過程中因機械手的振動而移動。導(dǎo)向架上安裝固定鋼板樁鎖口的移動導(dǎo)梁，中間卡槽固定鎖口位置，兩端四個螺絲釘擰緊用來固定導(dǎo)梁。

3.2沉樁施工

1）前期對場地平整。并由測量人員采用GPS或全站儀對鋼板樁中心線進行放樣，布設(shè)控制點，并對鋼板樁入土深度進行標識。

2）檢查鋼板樁防腐涂層破損情況，如發(fā)現(xiàn)破損，在施工前必須進行二次防腐處理。

3）打樁機在變幅范圍內(nèi)夾樁，系好安全繩后起吊鋼板樁。

對好樁位后讓樁自沉，調(diào)整樁的垂直度及傾斜度，若樁存在偏差，則拔起重新校正，確保樁位在允許偏差范圍內(nèi)，然后用導(dǎo)梁固定住鎖口（見圖3）。先輕微振動，待樁入土一定深度后，再加大振動力度，鋼板樁每入土1m左右用水平尺測量鋼板樁鎖口垂直度和水平傾斜度，保證鋼板樁的垂直度和水平傾斜度控制在允許偏差范圍內(nèi)（見圖4）。鋼板樁下沉至高于設(shè)計樁頂標高30cm左右。

4）方法一：逐根插入法，施工步驟順序重復(fù)3）；方法二：屏風式打入法，首先將10～20根鋼板樁成排插入導(dǎo)向架內(nèi)，呈屏風狀，然后再分批施打。施打時先將屏風墻兩端的鋼板樁打至設(shè)計標高，成為定位板樁，然后在中間按順序分1/3、1/2板樁高度呈現(xiàn)階梯狀打入。

5）錘擊過程中，保證錘、夾具、樁三者在一條直線上，以防樁的傾斜及變位。

四、施工技術(shù)保證措施

①做好施工前的技術(shù)準備工作，預(yù)測沉樁過程中可能出現(xiàn)的技術(shù)難題，對沉樁時可能出現(xiàn)的所有問題提前進行技術(shù)準備，確保施工順利進行。

②分析土層地質(zhì)特征，制定合理的施工工藝，在確保工程質(zhì)量的前提下，努力提高作業(yè)效率，加快施工進度。

③施工過程中如發(fā)生樁停止下沉、沉樁困難等異常狀況應(yīng)暫停施工，待原因分析清楚、方案解決后方可繼續(xù)施工。

④對地下管線分布情況進行整理和分析，對可能出現(xiàn)的各種管線及意外情況制定應(yīng)急措施。

五、沉樁過程中出現(xiàn)的問題分析

鋼板樁插打過程中存在著一些質(zhì)量問題，如法向傾斜、帶樁、軸向傾斜、地質(zhì)條件較差沉樁困難等。

5.1法向傾斜

1）產(chǎn)生原因：

①鋼板樁運輸、堆放或起吊時發(fā)生變形；

②鋼板樁施工時導(dǎo)向架發(fā)生變形；

③振動錘對鋼板樁的打擊力作用方向不垂直；

④地層軟硬不均，造成樁下端扭轉(zhuǎn)偏斜；

⑤大功率錘打入能力強，易使樁傾斜；

2）控制措施：

①檢查鋼板樁的外形尺寸，變形較大的鋼板樁不予使用；

②經(jīng)常檢查導(dǎo)向架寬度，若有變形應(yīng)及時調(diào)整；

③采用雙層導(dǎo)向架，以更利于法向傾斜控制；

④打樁時應(yīng)堅持用經(jīng)緯儀從兩個方向測量每一根樁的傾斜度；

⑤打樁過程中應(yīng)經(jīng)常上下活動鋼板樁，應(yīng)避免快速一次插打到位致使鋼板樁下部偏轉(zhuǎn)；

⑥打樁錘選擇功率應(yīng)適當，對易產(chǎn)生偏斜的地層和部位，應(yīng)控制適當?shù)拇蛉胨俣龋l(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。

5.2帶樁

1）產(chǎn)生原因：在施工中可能發(fā)生先打入的鋼板樁隨后打入的鋼板樁一起下沉的現(xiàn)象，這是因為相鄰鋼板樁的鎖口沒能完全對好，增加了相鄰的樁的側(cè)壓力也增大了相鄰鋼板樁的摩擦力，當該阻力大于土層對樁的阻力時，先打入的樁就隨后打入的樁一起下沉。

2）解決對策：①鋼板樁下沉過程中如果發(fā)生帶樁應(yīng)當停止沉樁并向上拔出，拔出后重新對鎖口，保證鎖口垂直度減少鎖口的摩擦阻力；②發(fā)生帶樁時，可以將先打入的兩個樁鎖口部分焊接起來，使兩個樁成為一體，增加下沉的阻力，避免把先打入的樁帶的更低。

5.3軸向傾斜

1）產(chǎn)生原因：①振動錘的打擊位置與已打入鋼板樁鎖口間的摩擦力作用位置不同，兩者之間產(chǎn)生一力偶，使鋼板樁向前進方向傾斜，如圖5（a）；②鋼板樁上部由于導(dǎo)向架的固定而呈直線，但下部卻會因為地層軟硬不均，或因鋼板樁法向傾斜度不一致等原因而產(chǎn)生彎曲，使鋼板樁在軸線方向上上部長度大于下部長度而向前進方向傾斜，如圖5（b）；③作用于鋼板樁上的土壓力隨深度增加而增大，鋼板樁受到推擠作用而向前進方向傾斜，如圖5（c）；④對易產(chǎn)生偏斜的地層和部位，打入速度過快，造成傾斜趨勢加快。

2）解決對策：①施工過程中用水平尺對每根樁進行檢查，保證垂直度和傾斜度；②在先插入的樁頂部割個方孔并用葫蘆向反方向拉，這樣可使鋼板樁上部向后拉回一微小位移，同時可避免在打樁時帶動前邊已打入的樁一起向前進方向傾斜，如圖6、圖7（a）；③打樁時使振動錘的打擊方向略微傾斜，如圖7（b）；④打樁錘的功率選擇應(yīng)適當，適當放慢鋼板樁的入土速度，鋼板樁打入一定深度后向上提升一定高度再向下打，幾次反復(fù)，以減小鋼板樁下部的偏轉(zhuǎn)和彎曲；⑤為減小鎖口之間的摩擦力，可以在鎖口上涂油脂；⑥當土層較硬時，可將鋼板樁前端削成斜角，如圖7（c），利用土層反力糾偏。

5.4地質(zhì)條件較差沉樁困難。

1）產(chǎn)生的原因：①淤泥質(zhì)粘土粘力太大，增加鋼板樁的摩阻力。②鎖口摩擦力。

2）解決對策：解決方法有二：一是澆水，在樁孔位注入適量水，使樁身與粘土濕潤減少摩阻。二是引孔，方法1：將鋼板樁拔出不套鎖口向下打并向上拔出，反復(fù)幾次使樁位形成一個樁孔，再套上鎖口插下去，減小阻力；方法2：直接用引孔機引孔。

六、冷彎鋼板樁沉樁的檢驗

①主要檢驗項目按《水運工程質(zhì)量檢驗標準JTS257-2008》中2.5板樁與地下連續(xù)墻工程標準。②板樁沉樁的允許偏差、檢驗數(shù)量和方法見《水運工程質(zhì)量檢驗標準JTS257-2008》中表2.5.2.5。

七、結(jié)束語

現(xiàn)代航道護岸需求的提高以及環(huán)保理念的應(yīng)用等對航道護岸基礎(chǔ)工程施工技術(shù)提出了新的要求?，F(xiàn)代航道護岸施工中應(yīng)更多的利用新技術(shù)、新材料提高施工效率與施工質(zhì)量。同時，施工企業(yè)還要從自身技術(shù)管理水平、技術(shù)水平的的提升入手，實現(xiàn)施工技術(shù)控制與管理目標，保障航道護岸施工質(zhì)量。

參考文獻

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