U 型板樁沉樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制研究應(yīng)用

黃宗宇

（廣東南力工程建設(shè)管理有限公司，廣東 佛山 528200）

水利堤防施工階段，U 型板樁因其具有低成本、優(yōu)良性能以及突出的環(huán)保特性具有顯著的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。與傳統(tǒng)鋼混樁比較，U 型板樁往往能夠消耗更少的材料，促使水工建筑物形成完整結(jié)構(gòu)。因此相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)制定完善的施工方案，便于在良好的施工條件下維護(hù)水利工程的建設(shè)安全。

1 工程概況

官山水道整治工程的施工地點(diǎn)選定在南海區(qū)西樵鎮(zhèn)，以官山涌吉水段右岸為具體施工區(qū)域，其工程施工全線708m，該工程標(biāo)準(zhǔn)以四級(jí)主建筑物與五級(jí)次建筑物及其臨時(shí)建筑物組成。本工程采用選擇UCS450I 型號(hào)的卡口式板樁，以振動(dòng)錘作為沉樁施工主要工具。板樁高程設(shè)計(jì)值2.5m，厚度為450mm，寬度為1 020mm，此板樁施工后能增強(qiáng)工程防漏砂，抗沖刷與抗?jié)B性能力。擋墻后工段范圍內(nèi)建設(shè)U 型板樁護(hù)岸，其樁頂建設(shè)寬為4m，高程為2.5m、寬度為3m 的親水平臺(tái)。后端建設(shè)寬為7m，高程為3.5m 的防汛路。防汛路和親水平臺(tái)應(yīng)設(shè)置寬度為2.5m 的綠化帶用于改善河岸環(huán)境。按照25m 的距離選擇在防汛路臨水區(qū)域設(shè)置雙臂路燈。此工程預(yù)計(jì)工期240d，經(jīng)過施工后能夠促使河道無(wú)論從美觀度還是水體環(huán)境都能通過工段內(nèi)建設(shè)的親水平臺(tái)、水文景觀得以改善。

2 U 型板樁沉樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 落實(shí)施工準(zhǔn)備事項(xiàng)

U 型板樁沉樁施工技術(shù)，主要是指將混凝土板樁以凹凸楔咬合形式進(jìn)行樁體設(shè)計(jì)，在嵌合作用下可促使左右兩側(cè)板樁形成緊密關(guān)系，進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)效止水目的，并在U 型板樁注漿操作下形成完整樁體結(jié)構(gòu)，以便在沉樁作業(yè)下促使板樁在垂直插入與內(nèi)外擠壓下逐漸突顯出較強(qiáng)穩(wěn)定性。為確保該工程中U 型板樁沉樁施工技術(shù)發(fā)揮出關(guān)鍵性作用，施工人員、技術(shù)員做好施工前期準(zhǔn)備事項(xiàng)，并且創(chuàng)造有利的施工條件。

具體涵蓋以下3 項(xiàng)：

1）人力準(zhǔn)備。施工項(xiàng)目開工前應(yīng)保證施工人員充足，而且U 型板樁施工材料也需要良好的供貨渠道，并且安排施工人員在現(xiàn)場(chǎng)合理布設(shè)消防設(shè)施與地下管線用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)水源的均勻分布。

2）技術(shù)優(yōu)先準(zhǔn)備。該工程中的技術(shù)員應(yīng)具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握U 型板樁沉樁技術(shù)要點(diǎn)。技術(shù)員與施工人員進(jìn)行技術(shù)圖紙交底，按照施工組織設(shè)計(jì)有序完成施工任務(wù)。

3）施工場(chǎng)地建設(shè)。施工人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一安排下進(jìn)行施工場(chǎng)地的建設(shè)工作，包括借助挖掘機(jī)在海岸兩端搭設(shè)臨時(shí)至少5m 寬的施工平臺(tái)，并重點(diǎn)檢查平臺(tái)地面夯實(shí)度，維護(hù)施工安全。如若場(chǎng)地屬于軟弱地基，應(yīng)當(dāng)在其表面平鋪碎石，其厚度控制在約30cm，也可以設(shè)置路基板以供吊車、挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備順利通行，施工人員在打樁沉樁施工中均可依靠該施工平臺(tái)開展板樁施工項(xiàng)目。

為促使此工程在工期內(nèi)保質(zhì)保量竣工，還應(yīng)提前制作陰陽(yáng)楔，促使已打好的板樁和剛打好的板樁嚴(yán)絲合縫的連接成一個(gè)整體，并對(duì)陰楔處進(jìn)行切削操作，從而借助擠壓作用力改善樁體緊合度[1]。施工人員在鋼混板樁施工環(huán)節(jié)還要參照（表1）所示相關(guān)參數(shù)要求合理控制施工偏差，以此提高施工質(zhì)量。

表1 鋼混板樁允許偏差值標(biāo)準(zhǔn) mm

2.2 板樁精準(zhǔn)定位安裝

待施工準(zhǔn)備工作完成后，施工前由技術(shù)員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量放線，而后以鋼管作為標(biāo)記物確定點(diǎn)位，準(zhǔn)確確定板樁施工位置，包括插入位置與安裝位置。為確保此工程U 型鋼板順利在水段施工中表現(xiàn)出良好的止水、防漏砂作用。施工人員需妥善安裝導(dǎo)向架，所謂導(dǎo)向架是帶有輔助支撐功效的吊架，并在施工前分析場(chǎng)地是否與沉樁施工要求一致，實(shí)現(xiàn)吊架合理布設(shè)。如若該工程中場(chǎng)地內(nèi)土質(zhì)干旱，應(yīng)先行建設(shè)排水邊溝，并在吊裝設(shè)備助力下將U 型板樁吊運(yùn)到指定位置。以GPS 設(shè)備確定導(dǎo)向樁位置，以全站儀工具對(duì)導(dǎo)向樁的垂直度及其插入深度等參數(shù)予以校對(duì)，滿足標(biāo)準(zhǔn)后以錘擊等方式進(jìn)行沉樁作業(yè)。施工人員在精準(zhǔn)定位環(huán)節(jié)還要合理設(shè)置鋼圍檁架以及型鋼構(gòu)件。鋼圍檁架應(yīng)當(dāng)建于板樁兩端，對(duì)稱分布。為確保工程施工的正常進(jìn)度，應(yīng)及時(shí)安排吊車將鋼圍檁所需配件運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地，并且確定板樁位置。施工過程中要求板樁至少形成90°垂直度，其偏差值為0.5%，待定位板樁被成功插入土中，應(yīng)將其頂端高度控制在U 型板樁樁頂?shù)?0cm～100cm 以內(nèi)[2]。

2.3 制作與運(yùn)輸沉樁作業(yè)

U 型板樁被吊運(yùn)到指定場(chǎng)地后，要保障板樁結(jié)構(gòu)的完整性：①施工人員在U 型板樁沉樁施工過程中需要先行借助先張法設(shè)計(jì)鋼混板樁結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力值，并按照3%或5%的配筋標(biāo)準(zhǔn)控制鋼筋材料用量；②施工人員需應(yīng)用振搗工藝對(duì)板樁實(shí)施養(yǎng)護(hù)處理，并在準(zhǔn)確核對(duì)好樁體信息后，將其整齊的書寫在距離樁頂1.5m 的位置上，繼而增加施工精準(zhǔn)度；③施工人員需在吊運(yùn)作業(yè)期間，以兩支墊點(diǎn)吊運(yùn)方式（間距≤21%樁長(zhǎng)）聯(lián)合至少45°夾角標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸板樁材料，而且還要在施工中充分運(yùn)用3 層以下墊塊用于固定板樁。

2.4 錘擊沉樁與樁位復(fù)核

當(dāng)U 型板樁被成功吊運(yùn)到沉樁作業(yè)范圍內(nèi)以后，此工程中專門應(yīng)用液壓振動(dòng)錘開展錘擊沉樁施工。沉樁施工期間，施工人員應(yīng)控制打樁順序以及打樁方法，按照自右向左的順序進(jìn)行打樁，這樣可充分展現(xiàn)樁體擠壓力作用，而且在打樁時(shí)多以“逐根”打樁為主，促使陰陽(yáng)楔能夠在液壓振動(dòng)錘助力下實(shí)現(xiàn)緊密嵌合。施工人員在打樁時(shí)，要實(shí)現(xiàn)樁體中心點(diǎn)與鎖口的精準(zhǔn)匹配；運(yùn)用經(jīng)緯儀調(diào)控垂直方位，以免出現(xiàn)“打偏”現(xiàn)象。為加快打樁速度，還可利用一邊捶打一邊行走的方式促使U 型板樁沉樁施工質(zhì)量得到可靠保障。沉樁施工環(huán)節(jié)，施工人員可以借助工字鋼導(dǎo)向架控制標(biāo)高等參數(shù)。在利用液壓振動(dòng)錘打樁時(shí)，每一次捶打都要有一定的高度標(biāo)準(zhǔn)。如對(duì)板樁捶打4 次時(shí)要求最后兩次應(yīng)分別將捶打高度控制在導(dǎo)梁以及高度設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，并按照1m 間距逐項(xiàng)記錄，便于通過記錄的捶打有效高度確定沉樁合格度。如若施工人員從記錄反饋信息中發(fā)現(xiàn)捶打高度不達(dá)標(biāo)情況，需及時(shí)查明原因，而且還要利用樁底射水孔評(píng)估沉樁質(zhì)量。直到U 型板樁順利下沉到施工方案中預(yù)計(jì)標(biāo)高位置上方可進(jìn)入收尾環(huán)節(jié)，并反復(fù)核對(duì)樁位信息的準(zhǔn)確度，充分展現(xiàn)U 型板樁沉樁施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。

3 U 型板樁沉樁施工質(zhì)量控制措施

3.1 加強(qiáng)施工參數(shù)控制

為保證該工程竣工后施工質(zhì)量符合既定要求，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)施工參數(shù)的有效控制。比如針對(duì)U 型板樁構(gòu)件及其導(dǎo)向架等材料，應(yīng)在進(jìn)場(chǎng)前做好質(zhì)量檢測(cè)工作，待所有材料質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入正式施工環(huán)節(jié)。至于導(dǎo)向樁等相關(guān)參數(shù)，則需整理好相關(guān)信息后對(duì)照施工方案設(shè)置?，F(xiàn)場(chǎng)管理者還要協(xié)助施工人員控制好垂直度、軸線、高層等參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)度，要求其板樁軸線不宜＞20mm 的偏差范圍。垂直度管理應(yīng)在施工人員進(jìn)行打樁作業(yè)后，待板樁插入深度達(dá)到2m 后檢查垂直度達(dá)標(biāo)率，如若發(fā)現(xiàn)垂直度偏差值＞1%，則需進(jìn)行拔樁返工。高程控制期間，最小為50mm，最大偏差為100mm，其余偏差要求可參照上文所述內(nèi)容。當(dāng)施工人員在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)下能夠參照參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工可優(yōu)化施工效果[4]。

3.2 合理選擇錘擊工具

U 型板樁的施工質(zhì)量與沉樁施工技術(shù)應(yīng)用與工程使用的施工機(jī)械設(shè)備有較大的關(guān)聯(lián)，因在施工方案中選出適合的錘擊工具非常重要。工程中應(yīng)用的液壓振動(dòng)錘與傳統(tǒng)柴油錘比較優(yōu)勢(shì)突出，此設(shè)備具有低噪音、低污染、易于操作特點(diǎn)，并且施工人員使用此設(shè)備予以沉樁作業(yè)時(shí)本身穩(wěn)定性更強(qiáng)，不易出現(xiàn)液壓振動(dòng)錘傾覆狀況，而柴油錘因其使用柴油能源容易產(chǎn)生煙霧污染環(huán)境，并且其噪聲較大容易影響施工人員的施工效率，導(dǎo)致施工人員難以清晰辨明樁位。因此若能優(yōu)選錘擊工具可為施工質(zhì)量的有效控制提供輔助力量[5]。

3.3 注重現(xiàn)場(chǎng)全面管理

U 型板樁沉樁技術(shù)在實(shí)際施工中要想保障施工質(zhì)量，必須要求現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人加強(qiáng)全面管理。尤其是對(duì)U 型板樁進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)，防止因樁體開裂危及工程質(zhì)量。通常情況下需在沉樁后保持3h 靜置處理，并將U 型板樁所處環(huán)境溫度設(shè)置在20～40℃以內(nèi)，而后對(duì)其進(jìn)行持續(xù)4h 升溫處理，每小時(shí)升溫20℃，以蒸汽養(yǎng)護(hù)法維護(hù)U 型板樁質(zhì)量。升溫后應(yīng)保持4h 恒溫操作（80～90℃），之后進(jìn)行降溫，而且不宜達(dá)到＞30℃/h 的降溫幅度。經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后可促使U 型裝沉樁后樁體建設(shè)質(zhì)量得到有效改善，形成至少45MPa 的抗壓強(qiáng)度。

4 結(jié) 論

綜上所述，在官山水道整治工程中應(yīng)用U 型板樁沉樁施工技術(shù)需從施工準(zhǔn)備、精準(zhǔn)定位安裝、板樁制作與運(yùn)輸沉樁、錘擊與復(fù)核等方面著手，以便展現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并通過施工參數(shù)控制、選擇錘擊工具、現(xiàn)場(chǎng)全面管理等措施提升施工質(zhì)量，在此項(xiàng)技術(shù)助力下增強(qiáng)止水性能，從而預(yù)防樁體破裂風(fēng)險(xiǎn)。