河道治理工程中H型板樁施工工藝應(yīng)用實踐研究

郭建輝

(江西省水投工程咨詢集團有限公司，江西 南昌 330029)

1 工程概況

在此次河道治理工程中，主要針對河流下游小支流進行治理，河流主流全長20 km。在此次河道治理工程中應(yīng)用H型板樁進行施工的地段為河流東岸，在前期工程勘察和實地考察過程中對本地區(qū)地形地層等進行了初步了解，除了人工填土層之外，該地地層主要分為第四系沖洪積土層和基巖層。本工程位于我國南方地區(qū)，主要氣候體現(xiàn)為溫暖濕潤，四季分明，特別是在夏季時期，容易出現(xiàn)暴雨、臺風(fēng)、洪澇災(zāi)害以及雷電、大風(fēng)等諸多惡劣天氣問題，這樣的惡劣天氣給河道治理工程的施工建設(shè)帶來較多難題。主要施工工藝流程如圖1[1]。

圖1 施工工藝流程

2 打樁設(shè)備工作原理及施工流程

此次河道治理工程中應(yīng)用H型板樁如圖2，施工工藝需要進行打樁。因此在選擇打樁設(shè)備時，工程根據(jù)實際施工建設(shè)需要采取DZY-250型柴油打樁錘開展集中施工，但是此類柴油打樁錘應(yīng)用范圍會受到一定限制，特別是在河道橋梁兩邊3 m左右位置，因其與樁基過度靠近無法實現(xiàn)有效施工，需要進行人工打樁操作[2-3]。

圖2 H型板樁示意圖

2.1 打樁設(shè)備工作原理

此類柴油打樁錘主要有機身、操縱室、主浮箱和平衡浮箱等共同組成，其中柴油打樁錘的液壓系統(tǒng)主要提供動力能源和液壓能源，通過操作人員在電控臺發(fā)出特定指令實現(xiàn)對多路閥的有效操作，并向油缸中提供壓力油，確保油缸能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮，并適時推動柴油打樁錘能夠有效進行動作。柴油打樁錘的液壓系統(tǒng)相對復(fù)雜，主要有高壓泵、多路換向閥等，不同的系統(tǒng)控制油缸工作，并滿足機械的相關(guān)動作和功能要求。除此之外該機械還配備了抱樁油缸，以更好地發(fā)揮作用。

在實際打樁施工過程中需要有專業(yè)油泵負責(zé)液壓錘的動力，而在柴油打樁錘作用時，同樣也需要配備液壓卷揚機專業(yè)負責(zé)預(yù)制樁的起吊和就位，然后需要應(yīng)用卷揚機專門負責(zé)打樁錘的提升和樁帽，以進一步提高柴油打樁錘的整體操作效率和水平。

在實際作業(yè)時首先需要保持小船支腿撐地，大船支腿收起，并用斜撐油缸調(diào)整設(shè)備的垂直角度，然后又用卷揚機將柴油打樁錘的樁帽提高到預(yù)定角度。要用另一臺卷揚機，將吊裝就位，安裝到龍門內(nèi)，隨后管樁需要下放置落地，讓其能夠?qū)?zhǔn)樁帽，隨后需要將樁帽下放，套住管樁。應(yīng)用卷揚機將管樁吊起，直到樁帽碰到即可終止，下抱油缸，上抱收緊，此時卷揚機需要脫扣下放，重新校正垂直角度，保證合理就位之后錘擊樁頂，直至達到標(biāo)高，但需要注意的是，當(dāng)樁頂距離標(biāo)高30 cm左右時可以減慢擋速，以更好地實現(xiàn)錘擊效果[4]。

2.2 打樁機施工流程

在應(yīng)用打樁機時需要提前操作操控臺旋鈕開關(guān)以及工作手柄，首先需要操作大船支腿油缸進行頂升，隨后小船支腿油缸縮回，促使小船升離地面或水面之后可以對其進行停止，隨后需要操作小船上的行走油缸應(yīng)用伸縮推動原理，促使小船行走之所需位置。應(yīng)用此類方式也可以將大船操縱直到預(yù)定位置，隨后將大船支腿油缸進行頂升，以進一步實現(xiàn)穩(wěn)定船體的目的。通過此類動作可以直接將打樁機械設(shè)備移動到預(yù)定位置，明確打樁位置之后可以更好的實現(xiàn)定位和H型板樁施工操作。值得注意的是在開展打樁施工時，可以提前為打樁船配備GPS定位系統(tǒng)，并將樁位的具體坐標(biāo)提前輸入至定位系統(tǒng)中，以確保相關(guān)操作人員和技術(shù)人員能夠通過屏幕操縱的形式，將打樁船縱橫移動到打樁位置，進而實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。與此同時打樁船同樣也會配備鋼圍檁導(dǎo)向架，因此可以應(yīng)用此類機械設(shè)備和結(jié)構(gòu)，確保H型板樁施工整體的垂直度與施工角度保持一致。

3 工程應(yīng)用

3.1 工程平面布置分析

在河道治理工程中，應(yīng)用H型板樁施工工藝需要對整個施工進行更加精準(zhǔn)的平面布置。因為本次施工工程主要位于河流右岸位置，因此可以根據(jù)施工現(xiàn)場以及工程實際需求，在河流左岸布置H型板樁的堆放場地，以及H型板樁施工相關(guān)設(shè)備的拼裝場地等，與此同時在左岸位置也配備了打樁船的入水通道，以更好地實現(xiàn)施工過程管理，提高施工整體質(zhì)量和水平。

3.2 板樁運輸及起吊

此項河道治理工程中，H型板樁的應(yīng)用需要經(jīng)歷運輸和起吊兩個至關(guān)重要的過程。因此從H型板樁生產(chǎn)完成之后，需要由生產(chǎn)工廠運送至施工現(xiàn)場，隨后要從施工現(xiàn)場的H型板樁堆放場地，運輸?shù)匠翗兜攸c，然后進行打樁和沉樁等相關(guān)操作。另外，板樁的吊掛需要嚴(yán)格按照相關(guān)工藝要求和施工設(shè)計規(guī)定進行操作，避免因為H型板樁吊裝過程操作失誤而造成板樁損壞的問題。除此之外，在吊裝H型板樁和運輸?shù)倪^程中，要盡量輕抬輕放，避免出現(xiàn)過度撞擊或投擲等錯誤吊裝和堆放方法，吊裝要著重強化吊點的穩(wěn)定，合理選擇吊點位置。

當(dāng)H型板樁運送至堆放場地之后，需要針對現(xiàn)場的板樁進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，特別是安裝質(zhì)量指標(biāo)、相關(guān)施工設(shè)備使用情況以及設(shè)備操作人員的特種工種操作證明等，并向施工監(jiān)理方進行報驗批準(zhǔn)。避免出現(xiàn)H型板樁質(zhì)量不合格或設(shè)備與施工規(guī)劃設(shè)計不符、相關(guān)操作人員缺少專業(yè)證明等諸多問題，影響H型板樁施工以及河道治理工程有序開展。

3.3 板樁打樁實踐

在H型板樁施工過程中，對板樁進行打樁操作，首先需要確保打樁機保持穩(wěn)定狀態(tài)，需要操作機身支腿油缸，讓其保持水平狀態(tài)，隨后操作卷揚機將樁帽提升到預(yù)定高度，對預(yù)制樁進行吊裝，明確樁位的具體位置，隨后確保樁柱始終垂直于樁點。操作卷揚機確保柴油打樁錘能夠發(fā)揮作用，將樁帽垂直打樁至樁頂標(biāo)高位置。應(yīng)用打樁錘施工時，需要提前安裝鋼筋大梁，同樣也要確保鋼筋大梁與工程板樁側(cè)壁之間保持垂直度，大多數(shù)情況下垂直度為導(dǎo)向的厚度，而鋼筋大梁的內(nèi)側(cè)壁間距需要控制在60 cm左右。除了以上穩(wěn)定性板樁打樁技術(shù)之外，同樣也要確保板樁之間實現(xiàn)更加緊密的聯(lián)合狀態(tài)，因此在施工過程中需要采取緊固裝置，確保能夠為板樁之間提供必要的水平約束力，大多數(shù)情況下會在原有H形板樁之上設(shè)計套滑蓋槽式緊固裝置，此類裝置為兩個力點，并分處于上下兩端，通過兩個力點能夠有效控制和調(diào)整板樁的垂直度，此外應(yīng)用槽式裝置能夠?qū)崿F(xiàn)樁帽的滑動，并進一步滿足保護樁側(cè)的作用。

3.4 沉樁工藝與施工方法

在沉樁工藝中，主要按照圖1所示的施工工藝流程進行具體的施工操作。

在H型板樁下沉之前，需要按照河道治理工程的設(shè)計說明以及相關(guān)技術(shù)操作規(guī)范進行施工，打樁施工操作之前，需要提前對施工現(xiàn)場進行基線和基線點的測量與檢查，特別是在施工現(xiàn)場中，對于平面坐標(biāo)點以及高度基準(zhǔn)點進行拉伸測量，與此同時對比打樁基線樣品，以實現(xiàn)良好的施工質(zhì)量水平。為了確保H型板樁之間連接始終保持緊密狀態(tài)，打樁和沉樁尤為重要。因此需要用打樁錘按照一側(cè)順序，依次進行壓樁。因為H型板樁施工過程中，主要采用單根打樁的施工工序，因此在板樁下沉之前，需要按照排樁的施工方向以及下沉方向設(shè)置必要的引導(dǎo)框架，其中引導(dǎo)框架可以應(yīng)用油壓臂作為導(dǎo)向，以平板陰陽榫口進行對接，而板樁則主要通過標(biāo)高進行有效的控制。

在進行沉樁和打樁時，要確保H型板樁與樁錘能夠在下沉和捶打的過程中始終保持同一軸線，在進行施工操作時要強化對施工過程的觀察，避免施工過程存在安全隱患或其他異常情況引發(fā)安全問題，與此同時要針對各類異?，F(xiàn)象及時查明原因，并采取更加有效的措施進行規(guī)避，安裝完成之后需要迅速夾住H型板樁，確保其能夠形成完整的樁墻，并針對H型板樁的具體位置、偏差進行測量，如圖3。值得注意的是，在打樁和沉樁過程中，要始終按照施工操作規(guī)范中明確的施工要求，提高沉樁工作整體質(zhì)量。

圖3 板樁平面圖(單位:mm)

在進行沉樁施工時，需要特別注意以下事項。首先在板樁拼接完成之后，各自之間的縫隙應(yīng)該小于25 mm，如果出現(xiàn)縫隙過大的問題，則需要用砂漿進行填縫處理。另外出現(xiàn)脫榫問題時也可以用砂漿填縫，而砂漿的強度應(yīng)該維持在20 MPa以上。在進行砂漿填充接縫處理之前，首先需要針對縫隙中的泥土和各類雜質(zhì)、碎屑等進行及時清除，其次根據(jù)此次工程的實際地層要素和地質(zhì)情況，判斷沉樁打樁過程中其整體平面是否保持準(zhǔn)確，并保證樁身的垂直狀態(tài)，如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)樁身已經(jīng)出現(xiàn)傾斜，則需要及時糾正并將其拔起重新進行打樁。

3.5 試樁工藝與質(zhì)量控制

此次河道治理工程在正式開展H型板樁的施工之前，需要提前做好試樁工作，工程中確定了7個測試樁，其主要目的在于對每一根試樁進行精準(zhǔn)測量，確保其設(shè)備定位以及精準(zhǔn)度情況能夠與設(shè)計的要求相符合。另外在測試樁沉樁過程中需要進一步分析安裝效果，并對沉樁的具體工藝和設(shè)備操作情況進行適當(dāng)調(diào)整，提高沉樁的整體質(zhì)量水平。在測試中測試的過程中，要做好詳細的記錄和檢查。

要不斷做好H型板樁的沉樁質(zhì)量控制工作，此次工程項目中所應(yīng)用的H型板樁，主要為高強度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，板樁為剛性體，所以需要應(yīng)用軸向陰陽隼錨進行固定，并將其進行有效連接，形成地下墻。由此可見H型板樁的定位中，其整體垂直方向以及穩(wěn)定性能與整體施工建設(shè)的質(zhì)量息息相關(guān)，在此次工程中主要應(yīng)用了兩臺經(jīng)緯設(shè)備，該設(shè)備不僅能夠有效控制H型板樁的平面位置，同樣也能對其垂直度情況進行及時檢查，另外在定位樁施工中要明確定位中的標(biāo)高，并保證定位樁始終保持穩(wěn)定，當(dāng)定位樁沉樁安裝好之后，需要將板樁套榫進行插入，規(guī)定標(biāo)高，隨后將其他H型板樁進行沉樁和打樁施工。

對H型板樁進行質(zhì)量控制時,要保障H型板樁的整體強度與實際施工設(shè)計的要求相符合。進行測試樁的測試、沉樁操作過程中要根據(jù)具體的施工情況，以及采取的施工工藝情況，作好詳細的記錄和檢查。其次在軸線控制方面，要確保H型板樁的軸線偏差維持在2 cm之內(nèi)，并將H型板樁之間安裝緊固裝置，并對其位置進行調(diào)整，確保H型板樁的軸線與規(guī)范相符合。如果出現(xiàn)板樁脫離問題，則需要第一時間停止機械設(shè)備打樁，將H型板樁拉出，在清理和回填之后將H型板樁重新下沉；如果已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的傾斜問題，則必須對H型板樁進行重新定位和打樁、沉樁施工。

4 結(jié) 論

雖然在我國現(xiàn)如今的河道治理工程中，相關(guān)施工技術(shù)相對簡單，但是為了保證整體施工質(zhì)量水平，需要對各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，避免因某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，而導(dǎo)致整體河道治理工程出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，造成危及人身安全和河道安全性的問題。本文以某地河流治理工程為具體研究對象，分析了H型板樁施工工藝應(yīng)用實踐，希望能夠進一步促進我國河道治理工程質(zhì)量水平的提升。