浅议钢板桩及预应力土锚护岸施工工艺

陈来广

摘 要：在苏南运河苏州市区段望亭镇护岸工程中，采用冷弯U钢板桩结合分散压缩型土锚的结构型式，利用预应力土锚有效地控制钢板桩的水平位移，改善钢板桩的受力情况，提高钢板桩抵抗土压力的能力，保证了护岸结构的稳定性。

关键词：分散压缩型锚索；土锚；钢板桩；注浆；张拉锁定

文章采用挖机开挖至作业标高，使用定位桩施工措施，焊接钢板桩后侧上下钢导梁，利用预应力土锚有效地控制钢板桩的水平位移，改善钢板桩的受力情况，提高钢板桩抵抗土压力的能力，保证了护岸结构的稳定性。

1 施工设备配置情况

主要配备的施工机械设备包括振动锤、挖掘机、锚杆钻机、砂浆搅拌机、挤压砂浆泵、油泵、压浆泵、潜水泵、张拉千斤顶等。

2 沉桩施工前的准备

沉桩施工前必须会同建设单位仔细核对沉桩部位下障碍物及管线布置情况，在所有管线搬迁完毕后方可施工。由于钢板桩护岸施工可能对周围房屋产生一定的影响。施工应提前做当地居民的工作，确保工程的顺利实施。

3 沉桩及预应力土锚施工工艺

采用挖掘机平整作业区域的场地，根据打桩位置及前进方向安放打桩机位置。钢板桩施工前由测量人员采用GPS对钢板桩中心线进行放样，布设控制点，通过控制点确定钢板桩锁口中心线，开挖沟槽，并沿中心线布设导向架，导向架是控制钢板桩走向及垂直度满足要求。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。打定位桩，用钢板桩作为定位桩，定位桩完成后，在两定位桩的上端用导梁限制钢板桩的线形，导梁采用2[25a槽钢焊制，双向安装。

钢板桩后侧上的自重及动荷载作用下产生的侧压力与土锚对钢板桩的拉力起到平衡作用上层锚杆设置在+1.1m处，上层锚杆与水平向夹角20°土锚采用分散压缩型土锚，长17m，间距为2.6m/根，钢绞线采用无粘结型，1×7标准型-12.7-1860-II（GB/T5224-1995），共4束。

钢板桩沉桩至设计标高后，将航道侧土方开挖至+0.45m，平整出宽度不小于7m的施工平台，施工平台平整度及坚实度满足施工要求，且通水、通电、通路。

第一，钻机定位：开孔：按锚口高程（+1.1m）位置进行开口，孔径为中200mm，孔距为2.6m。

第二，钻孔和清孔：利用YTMB150型锚杆钻机钻进，采用直径200mm的钻头套管跟进钻进，确保钻孔直径不小于设计值200mm。钢尺量测钻杆长度并作好标记，控制钻孔孔深超过设计长度但不大于设计长度50cm。孔深达设计要求后，利用钻杆向孔底注入一定压力的清水，使之向外推托钻孔浆液，从而带走孔内的泥浆及沉淀物，如此循环直至溢出清水为止，拆除钻杆，进行下道工序的施工。钻孔结束后，对锚桿孔位、钻孔直径、钻孔深度和角度进行检查。

第三，制索。下料分散压缩型锚索两对分别为17m、12.5m，为便于试验及张拉作业，各道索增加80cm工作段下料，长度误差≤5cm。安装隔离架：沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个特制的对中、隔离支架；每隔3m左右设置一个钢绞线托架；锚索的最底端设置锚靴，保证保护层厚度大于2cm。注、压浆管、排气管与锚杆杆体绑扎牢固，止浆密封装置设置在自由段与锚固段的分界处，密封装置两端牢固绑扎在锚杆杆体上。止浆密封装置安放入孔后，在一次灌浆前，依靠浆体充入由纤维或涤卡布制成的袋中来起密封作用。在各单元锚杆的外露段用不同颜色的油漆做好牢固标记，在试验、张拉前，该标记不得损坏。

第四，杆体安放

（1）杆体放入钻孔前，检查杆体的长度及加工质量是否满足设计要求。

（2）安放杆体时，防止扭压和弯曲，杆体放入孔内角度与钻孔角度一致。

（3）安放杆体时，不损坏防腐层，不影响正常的注浆作业。

（4）杆体插入孔内的深度满足规范要求，注浆管头部距孔底距离30～50cm。杆体安放后，不允许敲击及悬挂重物。

第六，一次压浆

（1）委托有认证资质的试验单位按设计强度要求配置可泵送式高标号水泥浆。

（2）水泥浆选用检验合格的P.O 42.5级以上水泥，按配合比通知单配制水泥浆，材料称量准确，拌和水质符合规范要求。

（3）注浆管头部距孔底宜留有50mm～100mm的孔隙，浆液自下而上连续灌注。注浆的压力不宜小于0.4MPa，且保证注浆管在浆液面以下。

（4）水泥浆搅拌均匀，随搅随用，保证浆液在初凝前用完。

（5）注浆以孔口溢出浓浆为灌浆终止标准，注浆结束后，及时将注浆管、注浆泵清洗干净。

第七，二次劈裂压浆

（1）配置水灰比0.40～0.45的纯水泥浆用于锚固体二次高压劈裂灌浆。

（2）在第一次注浆的锚固体水泥浆强度达到5.0MPa后，进行二次高压劈裂灌浆。

（3）二次高压劈裂灌浆分段依次由下至上进行。每段注浆时，采用低流量高压注浆泵，缓慢压浆，注浆压力一般控制在3～5MPa，稳定时间不小于60s，如注浆已饱和，可完成该段注浆。将注浆内管提升一段进行第二段劈裂注浆，如此重复上述步骤，直至锚固段二次高压劈裂灌浆结束，抽出二次注浆内管，清洗干净，再移至下一根锚杆进行二次高压劈裂灌浆施工。每段劈裂注浆时，开始压力调至1MPa左右试压，然后分级增大压力后，开始注浆量明显增多，随后迅速减小，如溢出或造成地面冒浆，即中止注浆。

第八，钢台座及锚具安装。按设计要求安装台座、锚具，台座、锚具型号及强度满足设计要求，台座的承压面应平整，并与锚杆的轴线方向垂直。钢结构焊缝采用连续贴角焊，焊缝高度为8mm。

第九，张拉、锁定

（1）锚杆张拉前对张拉设备进行标定，锚杆的张拉须在锚固体强度达到设计强度。

（2）张拉按设计张拉顺序进行，张拉时先用0.1～0.2设计轴向拉力值，对单根锚索进行预张拉1～2次，以保证各部位的接触紧密，杆体完全平直。

（3）先按锚杆设计要求拉力值计算每个单元锚杆所受的拉力值及每个单元锚杆的弹性位移值，再计算各单元锚杆的预加荷载。锚杆张拉至1.1～1.2Nt（Nt为锚杆拉力设计值234kN）时，根据土质情况，保持10～15min的时间，然后卸荷至锁定荷载进行锁定作业。锚杆锁定后，若发现有明显预应力损失时，要进行补偿张拉。

（4）锚杆锁定后，用手提砂轮机切除多余钢绞线，钢绞线外露锚板大于5cm，并涂沥青等防腐材料。

最后是土方回填。张拉、锁定完成后，按段落进行钢板桩墙后土方回填，分层压实。

4 结束语

使用钢板桩结合预应力土锚的护岸，在施工过程中采取有效的质量控制措施，可以保证工程项目的顺利实施。在工程项目施工过程中，有如下体会：本区域使用此类护岸对附近居民生活影响较小，同时有效减少土方开挖工程量，缩短了工期，本护岸施工中，相对于新建护岸投入的施工机械设备、人力较少，在一定程度上减低了管理成本。

参考文献

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