钢板桩静压技术在航道工程中的应用研究

符一波

摘 要：钢板桩施工技术是国内一门新兴的技术，突破了传统施工方法的约束，具有明显的优势。该技术应用于航道工程，在常州地区尚属首次，而且截止目前还没有统一的检验验收标准。文章结合工程实例，介绍钢板桩静压技术在航道护岸施工中的应用，重点研究了施工工艺、质量控制等施工过程中的难点问题。

关键词：钢板桩；静压植桩机；质量标准

1 工程简介

苏南运河常州横林段三级航道整治工程，起点位于横林镇中天钢铁集团公司厂区，终点位于常州与无锡交界处的直湖港。在横林镇区段，房屋密集，沪宁铁路位于航道左岸，紧临施工区域，结合横林镇镇区规划，航道向左岸单面拓宽，航道整治左岸采用钢板桩结构型式，右岸对破损护岸进行加固处理。

钢板桩护岸总长1552m，设计护岸顶标高？荦3.80，桩底标高？荦-9.2。护岸采用钢板桩+土层锚杆结构，由钢板桩、导梁、土层锚杆及钢盖板组成。前墙采用连续施打的“U”型热轧钢板桩，桩长13m；导梁为两根25a槽钢组成的组合结构；土锚采用分散压缩型土锚，土层锚杆长度20m，中心高程？荦1.8，土层锚杆与水平向夹角为15°，锚杆间距为2.4米/根，钢绞线采用无粘结型，1×7标准型，共4束。钢板桩墙顶设钢盖板，增加前墙的连续性和整体性，钢盖板宽度0.4m。

为了有效解决施工空间狭小、施工振动和噪音大等问题，减少对周边厂家、居民的影响，本工程钢板桩采用了静压植桩技术施工。

2 钢板桩施工

2.1 钢板桩静压施工准备

2.1.1 钢板桩选择

钢板桩采用U型热轧钢板桩，钢板桩规格为SP-U600×180×13.4，桩长为13m，热轧钢板桩钢材强度等级为Q295，且须满足《热轧U型钢板桩》（GB/T20933-2007）有关技术要求；钢板桩临水面采用涂层防腐，防腐前首先进行表面预处理，防腐材料均采用底层：100μm富锌漆，面层：200μm氯化橡胶漆；涂层防腐范围：临水面桩顶以下5.9m。

2.1.2 钢板桩原料准备

由鞍钢公司生产，出厂后先运至江阴市中船船厂进行防腐，再由载重汽车运输到施工现场，根据吨位每车装载20～30根不等，运至施工现场后进行检查、分类、编号及验收。

锁扣检查：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩锁口作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用人工拉动标准钢板桩锁口，从桩头至桩尾做锁口通过检查。

宽度检查：对于每片钢板桩分为上中下三部分，用钢尺测量其宽度，宽度允许偏差-5～10mm。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。

场地堆放：钢板桩运至现场后，堆放在C25混凝土浇筑的地坪上，堆放按照规范要求进行码放，每摞码放五根，每层之间均用枕木支垫，堆放高度约80cm。

2.1.3 钢板桩试桩

钢板桩静压施工开始前，施工项目部在鸿联集团有限公司厂区围墙外处进行试桩，采用小松PC450高频液压打桩机施打，作业面标高为？荦+2.9m，钢板桩采用U600*360*12的U型钢板桩，桩长为12米，共试桩5次，结果显示钢板桩的可施工作业标高为？荦+2.1m 至-9.2m，施工作业长度为11.3米，该段地质比较软，容易沉桩。

根据试桩情况，本工程地段钢板桩施工，不需引孔，可直接采用静压技术施工。

2.1.4 钢板桩测量放线

测量放样：利用GPS架设在附近的控制网点上，采用坐标法，根据施工图纸提供特征点坐标，计算出各桩位的坐标值，在钢板轴线上每隔5m测放一个控制点，并用石灰、小木桩标识出坐标点，确保轴线的准确。

2.2 钢板樁静压

2.2.1 初期压桩

将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩的长度，将配重放置于反作用力基座的两侧，利用其总重量作为反力压入第一根桩。之后每次完成压入作用之后，使静压植桩机自走前移，依次抓住压入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力配重与反作用力基座，完成初期压入。第一根桩沉桩标高比设计标高高30cm，防止被后打入的桩带下。

2.2.2 压桩施工

（1）利用吊车将桩吊入静压植桩机夹头部位，使钢板桩进入夹头并夹紧，然后利用夹头前后左右移动的功能将钢板桩移至规定桩位开始压入。在压入过程中利用水平尺测量桩身垂直度及倾斜度，保证垂直度。（2）将桩压入至可获得充分的支撑力以支撑静压植桩机重量的位置时，将夹住反力桩的固定夹打开，在夹头夹住压入桩的状态下，使机身上升前行至下一根桩的位置，然后下降至下一根已完成的压入桩上，并确认调整机身水平度后，关闭固定夹，将桩压入至规定的标高。（3）重复以上操作直至一面桩墙施工完毕。施工步骤如图1所示。

2.2.3 撤出

在完成压入作业后，利用吊车将静压植桩机从已完成的桩墙上调离，设置于反作用力基座上即可搬运离现场。

2.3 机械配置/场地布置

2.3.1 平面图（图2）

2.3.2 侧面图（图3）

2.4 质量控制

2.4.1 注意保护钢板桩的锁口，在钢板桩的起吊、运输和堆放过程中要密切注意保护好锁口，防止人为因素导致锁口变形、扭曲，给沉桩带来困难；起吊时采用两点起吊，起吊点位于钢板桩两端的1/4处。

2.4.2 打桩机操作员尽量避免强制调整桩身的垂直度，以免造成扭桩。

2.4.3 锁口偏移不要超过50mm，超过50mm的拔出重新沉桩。

2.4.4 在第一根钢板桩的侧面标示标高线，方便后续沉桩。

2.4.5 为减少钢板桩施工引起的累积误差，在施工过程中随时采用水平尺检测钢板桩的垂直度及倾斜度。

3 钢板桩打设过程中存在的难点问题及解决措施

3.1 纵向倾斜

3.1.1 产生原因

地层软硬不均，造成桩下端扭转偏斜。

3.1.2 控制措施

打桩过程中，经常上下插拔钢板桩，避免快速一次插打到位，致使钢板桩下部偏转。

3.2 带桩

3.2.1 产生原因

在施工中可能发生先打入的钢板桩随后打入的钢板桩一起下沉的现象，这是因为相邻钢板桩的锁口没能完全对好，增加了相邻的桩的侧压力，也增大了相邻钢板桩的摩擦力，当该阻力大于土层对桩的阻力时，先打入的桩就随后打入的桩一起下沉。

3.2.2 解决对策

（1）检查钢板桩的锁口，对锁口变形、扭曲的钢板桩不予使用；同时在钢板桩的锁口内涂抹黄油以减小摩擦。（2）钢板桩下沉过程中如果发生带桩应当停止沉桩并向上拔出，拔出后重新对锁口，保证锁口垂直度减少锁口的摩擦阻力。（3）发生带桩时，可以将先打入的两个桩锁口部分焊接起来，使两个桩成为一体，增加下沉的阻力，避免把先打入的桩带下。

3.3 轴向倾斜

3.3.1 产生原因

（1）作用于钢板桩上的土压力随深度增加而增大，钢板桩受到推挤作用而向前进方向倾斜。（2）对易产生偏斜的地层和部位，打入速度过快，造成倾斜趋势加快。

3.3.2 解决对策

（1）施工过程中用水平尺对每根桩进行检查，保证垂直度和倾斜度。（2）在先插入的桩頂部割个方孔并用葫芦向反方向拉，这样可使钢板桩上部向后拉回一微小位移，同时可避免在打桩时带动前边已打入的桩一起向前进方向倾斜。（3）适当放慢钢板桩的入土速度，钢板桩打入一定深度后向上提升一定高度再向下打，几次反复，以减小钢板桩下部的偏转和弯曲。

4 质量标准（见表1，表2）

5 结束语

钢板桩静压在整个钢板桩施工中是非常重要的一个环节，其静压效果将直接影响到钢板桩的整体质量和使用寿命，文章介绍的钢板桩静压技术，可为以后同行进行钢板桩施工提供一定的经验和借鉴。

参考文献

[1]罗海，涂一行，谭勇，等.现代静力压入桩基工法及应用前景探讨[J].地下空间与工程学报，2010，6（S1）.

[2]张海涛.静压钢板桩施工工艺探讨[J].城市建设理论研究，2012，（31）.