鋼板樁靜壓技術(shù)在航道工程中的應(yīng)用研究

符一波

摘 要：鋼板樁施工技術(shù)是國內(nèi)一門新興的技術(shù)，突破了傳統(tǒng)施工方法的約束，具有明顯的優(yōu)勢。該技術(shù)應(yīng)用于航道工程，在常州地區(qū)尚屬首次，而且截止目前還沒有統(tǒng)一的檢驗驗收標(biāo)準(zhǔn)。文章結(jié)合工程實例，介紹鋼板樁靜壓技術(shù)在航道護岸施工中的應(yīng)用，重點研究了施工工藝、質(zhì)量控制等施工過程中的難點問題。

關(guān)鍵詞：鋼板樁；靜壓植樁機；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1 工程簡介

蘇南運河常州橫林段三級航道整治工程，起點位于橫林鎮(zhèn)中天鋼鐵集團公司廠區(qū)，終點位于常州與無錫交界處的直湖港。在橫林鎮(zhèn)區(qū)段，房屋密集，滬寧鐵路位于航道左岸，緊臨施工區(qū)域，結(jié)合橫林鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃，航道向左岸單面拓寬，航道整治左岸采用鋼板樁結(jié)構(gòu)型式，右岸對破損護岸進行加固處理。

鋼板樁護岸總長1552m，設(shè)計護岸頂標(biāo)高？犖3.80，樁底標(biāo)高？犖-9.2。護岸采用鋼板樁+土層錨桿結(jié)構(gòu)，由鋼板樁、導(dǎo)梁、土層錨桿及鋼蓋板組成。前墻采用連續(xù)施打的“U”型熱軋鋼板樁，樁長13m；導(dǎo)梁為兩根25a槽鋼組成的組合結(jié)構(gòu)；土錨采用分散壓縮型土錨，土層錨桿長度20m，中心高程？犖1.8，土層錨桿與水平向夾角為15°，錨桿間距為2.4米/根，鋼絞線采用無粘結(jié)型，1×7標(biāo)準(zhǔn)型，共4束。鋼板樁墻頂設(shè)鋼蓋板，增加前墻的連續(xù)性和整體性，鋼蓋板寬度0.4m。

為了有效解決施工空間狹小、施工振動和噪音大等問題，減少對周邊廠家、居民的影響，本工程鋼板樁采用了靜壓植樁技術(shù)施工。

2 鋼板樁施工

2.1 鋼板樁靜壓施工準(zhǔn)備

2.1.1 鋼板樁選擇

鋼板樁采用U型熱軋鋼板樁，鋼板樁規(guī)格為SP-U600×180×13.4，樁長為13m，熱軋鋼板樁鋼材強度等級為Q295，且須滿足《熱軋U型鋼板樁》（GB/T20933-2007）有關(guān)技術(shù)要求；鋼板樁臨水面采用涂層防腐，防腐前首先進行表面預(yù)處理，防腐材料均采用底層：100μm富鋅漆，面層：200μm氯化橡膠漆；涂層防腐范圍：臨水面樁頂以下5.9m。

2.1.2 鋼板樁原料準(zhǔn)備

由鞍鋼公司生產(chǎn)，出廠后先運至江陰市中船船廠進行防腐，再由載重汽車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，根據(jù)噸位每車裝載20～30根不等，運至施工現(xiàn)場后進行檢查、分類、編號及驗收。

鎖扣檢查：用一塊長約2米的同類型、同規(guī)格的鋼板樁鎖口作標(biāo)準(zhǔn)，將所有同型號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用人工拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁鎖口，從樁頭至樁尾做鎖口通過檢查。

寬度檢查：對于每片鋼板樁分為上中下三部分，用鋼尺測量其寬度，寬度允許偏差-5～10mm。對于肉眼看到的局部變形可進行加密測量。

場地堆放：鋼板樁運至現(xiàn)場后，堆放在C25混凝土澆筑的地坪上，堆放按照規(guī)范要求進行碼放，每摞碼放五根，每層之間均用枕木支墊，堆放高度約80cm。

2.1.3 鋼板樁試樁

鋼板樁靜壓施工開始前，施工項目部在鴻聯(lián)集團有限公司廠區(qū)圍墻外處進行試樁，采用小松PC450高頻液壓打樁機施打，作業(yè)面標(biāo)高為？犖+2.9m，鋼板樁采用U600*360*12的U型鋼板樁，樁長為12米，共試樁5次，結(jié)果顯示鋼板樁的可施工作業(yè)標(biāo)高為？犖+2.1m 至-9.2m，施工作業(yè)長度為11.3米，該段地質(zhì)比較軟，容易沉樁。

根據(jù)試樁情況，本工程地段鋼板樁施工，不需引孔，可直接采用靜壓技術(shù)施工。

2.1.4 鋼板樁測量放線

測量放樣：利用GPS架設(shè)在附近的控制網(wǎng)點上，采用坐標(biāo)法，根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┨卣鼽c坐標(biāo)，計算出各樁位的坐標(biāo)值，在鋼板軸線上每隔5m測放一個控制點，并用石灰、小木樁標(biāo)識出坐標(biāo)點，確保軸線的準(zhǔn)確。

2.2 鋼板樁靜壓

2.2.1 初期壓樁

將靜壓植樁機水平設(shè)置于反作用力基座之上，根據(jù)土質(zhì)條件、樁的長度，將配重放置于反作用力基座的兩側(cè)，利用其總重量作為反力壓入第一根樁。之后每次完成壓入作用之后，使靜壓植樁機自走前移，依次抓住壓入的完成樁，當(dāng)機身完全移到初期反力樁上后撤除反力配重與反作用力基座，完成初期壓入。第一根樁沉樁標(biāo)高比設(shè)計標(biāo)高高30cm，防止被后打入的樁帶下。

2.2.2 壓樁施工

（1）利用吊車將樁吊入靜壓植樁機夾頭部位，使鋼板樁進入夾頭并夾緊，然后利用夾頭前后左右移動的功能將鋼板樁移至規(guī)定樁位開始壓入。在壓入過程中利用水平尺測量樁身垂直度及傾斜度，保證垂直度。（2）將樁壓入至可獲得充分的支撐力以支撐靜壓植樁機重量的位置時，將夾住反力樁的固定夾打開，在夾頭夾住壓入樁的狀態(tài)下，使機身上升前行至下一根樁的位置，然后下降至下一根已完成的壓入樁上，并確認(rèn)調(diào)整機身水平度后，關(guān)閉固定夾，將樁壓入至規(guī)定的標(biāo)高。（3）重復(fù)以上操作直至一面樁墻施工完畢。施工步驟如圖1所示。

2.2.3 撤出

在完成壓入作業(yè)后，利用吊車將靜壓植樁機從已完成的樁墻上調(diào)離，設(shè)置于反作用力基座上即可搬運離現(xiàn)場。

2.3 機械配置/場地布置

2.3.1 平面圖（圖2）

2.3.2 側(cè)面圖（圖3）

2.4 質(zhì)量控制

2.4.1 注意保護鋼板樁的鎖口，在鋼板樁的起吊、運輸和堆放過程中要密切注意保護好鎖口，防止人為因素導(dǎo)致鎖口變形、扭曲，給沉樁帶來困難；起吊時采用兩點起吊，起吊點位于鋼板樁兩端的1/4處。

2.4.2 打樁機操作員盡量避免強制調(diào)整樁身的垂直度，以免造成扭樁。

2.4.3 鎖口偏移不要超過50mm，超過50mm的拔出重新沉樁。

2.4.4 在第一根鋼板樁的側(cè)面標(biāo)示標(biāo)高線，方便后續(xù)沉樁。

2.4.5 為減少鋼板樁施工引起的累積誤差，在施工過程中隨時采用水平尺檢測鋼板樁的垂直度及傾斜度。

3 鋼板樁打設(shè)過程中存在的難點問題及解決措施

3.1 縱向傾斜

3.1.1 產(chǎn)生原因

地層軟硬不均，造成樁下端扭轉(zhuǎn)偏斜。

3.1.2 控制措施

打樁過程中，經(jīng)常上下插拔鋼板樁，避免快速一次插打到位，致使鋼板樁下部偏轉(zhuǎn)。

3.2 帶樁

3.2.1 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(dāng)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。

3.2.2 解決對策

（1）檢查鋼板樁的鎖口，對鎖口變形、扭曲的鋼板樁不予使用；同時在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂抹黃油以減小摩擦。（2）鋼板樁下沉過程中如果發(fā)生帶樁應(yīng)當(dāng)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。（3）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下。

3.3 軸向傾斜

3.3.1 產(chǎn)生原因

（1）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。（2）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。

3.3.2 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。（3）適當(dāng)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。

4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（見表1，表2）

5 結(jié)束語

鋼板樁靜壓在整個鋼板樁施工中是非常重要的一個環(huán)節(jié)，其靜壓效果將直接影響到鋼板樁的整體質(zhì)量和使用壽命，文章介紹的鋼板樁靜壓技術(shù)，可為以后同行進行鋼板樁施工提供一定的經(jīng)驗和借鑒。

參考文獻

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