静压植桩技术在水运工程中的应用及施工质量控制

黄建廷

摘 要：静压植桩机是一种全新的环保型液压式桩基施工设备，主要应用在码头、防波堤、道路挡土墙、止水墙、围堰基坑支护等领域，可适用于各种不同的地质和环境工况条件，已在世界各地得到了广泛应用。

关键词：护岸；钢板桩；静压植桩；质量控制

中图分类号：S776.36+6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0142-02

前言

传统钢板桩施工技术主要采用沖击法与振动法两种工法，施工中将产生强烈的噪声和振动，对临近建筑物及附属设施产生一定的影响，施工各项风险较大，静压植桩工法对施工条件要求低，施工快速，可大幅度缩短工期，目前，该技术在水运航道护岸工程施工中应用较少，本文结合京杭运河浙江段三级航道整治工程实例，阐述静压植桩技术在水运工程中的应用及施工质量控制。

1 静压植桩的工作原理

静压法施工技术是预先打入反力桩，使用起重设备将静压植桩机水平设置于反作用力的基座上，连续喂桩，通过油缸（夹头架、固定夹）将桩抱紧，以机械的自重和机身上的配重通过顶压油缸传递到桩身集中受力后，最终送桩器将钢板桩送到设计标高的一种成桩的一种工艺。（图1所示）

2 静压植桩的优缺点分析

静压植桩工法，在中国是一种新型的施工方法，是对钢板桩施工方式的革命创新。

2.1 优点

（1）无振动、无噪声、高精度，在施工场地上部空间有障碍物（如桥下、涵洞内等）的情况，无需损害、拆除原有建构筑物，可使用专用型号的静压植桩设备，实现不间断施工，优化工程进度，减少不利工况，大大节约工程成本。（2）施工工艺克服工作面狭窄和不利条件限制，进度较快，不易损害或者拆除原有建构筑物，施工不会产生噪声、粉尘、空气、水源污染。（3）植桩送桩设备与钢板桩握紧有效面积充分，送桩设备在连续的施工中不会产生晃动和摇摆现象，施工质量高。（4）在静压过程中，静压设备的优点对钢板桩的作用力不大，而且在钢板桩静压过程中无多余作用力，对成品的影响小，易达到设计及规范要求。

2.2 不足

（1）操作人员素质要求高，技术人员培训费用高，遇较复杂地层的施工，仍依赖国外专业技术人员。（2）施工精度要求高，某一根桩的压入出现较大偏差，如不进行及时修正，将可能导致后期无法压入。（3）主机及零配件都依赖进口，目前中国国内尚无相应的零配件生产商，完全依赖从国外进口，维修维护周期长。

3 施工方法及质量控制措施

3.1 静压植桩工法确定

京杭运河浙江段三级航道整治工程航道等级Ⅲ级双线航道标准，通航净宽≥60.0m、通航净高≥7.0m，地质勘探土质上部为软土层（淤泥质黏土、粉质黏土、局部淤泥），中上部及中下部存在饱和粉土、粉砂、下部分布厚层圆砾。

航道日平均船舶通过量500艘，航道护岸施工采用船舶配合施工，存在施工与通航安全及环境产生的相互影响（边通航边施工），水上施工场地占用航道通航净宽，交叉施工风险大；航道两侧为浆砌块石结构建筑物；经综合分析确定采取静压植桩技术，从而有效的解决工程中的各种难题。

3.2 施工工艺流程

在静压植桩施工中，工艺流程至关重要，施工打桩船桩机就位→确定导向控制桩→喂桩插桩→校正调直→静压植桩至设计标高→撤出，按照顺序进行，一般情况下，静压植桩需要反复进行。

3.3 保障措施

技术保障：（1）复验施工现场测量控制网中坐标点、水准点，确保控制点的准确性。（2）按照设计文件、规范标准和技术方案开展有针对性的技术和安全交底，重点环节进行考核测试。（3）钢板桩施工前，技术负责人按照方案对静压植桩难点、重点环节组织技术交底。

材料保障（成品）：

施工前钢板桩成品按照规范外委试验检测，检验合格后方可用于工程施工。

（1）钢板桩要求。按照《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）对进场U型钢板桩出厂质量证明文件，钢板桩的品种、规格和材质进行验收，逐项进行分类、标识。检查表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。（2）成品防腐。钢板桩防腐采用厚浆型环氧漆及预留腐蚀厚度的防腐措施，质量等级达Sa2级，起吊和植桩过程中损坏的涂层应及时进行修补，钢板桩防腐涂层及相应的表面满足设计及规范要求。

3.4 静压施工及质量控制措施

（1）导向架制作就位和线型控制。钢板桩依据首件总结得出，施工采用单边导向桩采用H588型钢制作，在导桩上焊接钢牛腿用于安装钢导架，导向架采用H588型钢，导架长度12m，为施工作业腾出空间，作业过程中，采取两端固定后拉线的办法对线型控制。（2）运输、起吊、定位。运输采用泥驳船运输钢板桩， 设计距钢板桩顶3cm处作为吊点，吊运过程中配备专业信号指挥人员现场指挥，确保吊装安全和钢板桩不受损伤；利用导桩及导架进行钢板桩的轴线定位。（3）静压植桩。在工程起点位置先用震动机械施打3至5根反力桩，作为静压机初期的反力桩。使用起重船浮吊吊起静压植桩机至已打好的桩顶上，前方采用红外线激光室外强光投线仪配合放线。

前期压入：结合地质勘察报告和水位情况，按照设计图纸将验收合格的钢板桩使用浮吊吊起，根据测量放样前沿线用浮吊喂桩至静压植桩机夹头槽内，用夹头架和夹头夹牢固钢板桩，用无线电操作盘控制静压植桩主机。

中至后期压入：利用反力压入一段钢板桩后，无线电操作盘控制静压植桩主机和液压缸，植桩时压入桩的支撑力可以有效支撑静压桩机的重量，使抓住反力桩的固定夹开启，在夹住压入桩的状态下，让上机身上升一定高度，把基座向前方移动至下一个反作用桩基的界面，接着将下降至反力桩位置，经检查确定调整水平角度后，关掉固定夹，紧接着构筑新反力基础，紧跟将压入桩压入设计标高的位置。将静压施工工艺过程重复进行，利用无线电操作盘控制静压植桩向前方运行，逐步形成固定顺直的线型。

4 钢板桩施工常见问题及处理措施

钢板桩插打过程中存在一些缺陷，如纵向倾斜、串桩等，需要采取有效措施确保植桩质量和外观效果。

4.1 纵向倾斜

地层软硬不均，插桩不正，底桩倾斜率过大初入土时就发生倾斜，改进措施：引孔保证垂直并且要及时回填土，使地层软硬均匀；采用异形钢板桩来调整纵向累计偏差值。

4.2 串桩

静压植桩过程中，前期植入的钢板桩会跟随后期植入的钢板桩一并向下植入的情况发生。调整方法：对前期已经植入的钢板桩所有的锁口全面检查，发现一些锁锁口位移变化和歪曲的钢板桩，采取有效措施纠正，相应的将钢板桩锁口位置喷刷黄油以抵消摩擦阻力。

5 静压植桩效果评价

静压植桩技术“克服坚硬地质工法”进行钢板桩植入，适用不同地质条件环境；静压植桩规范化有利于钢板桩接触面咬合较好，轴线线型控制平顺，外观质量较好；静压植桩应力对钢板桩的损伤较小，无拉应力，不损坏钢板桩，结构稳定；人员设备船舶投入少，安全风险易控制，安全性好；施工无振动、无噪声，节能环保、不污染水源和空气，环保水保达标。

6 结束语

静压植桩技术在京杭运河浙江段三级航道整治工程中得到成功应用。具有独特的优势，能够有效保证航道钢板桩护岸工程中的施工质量。符合环境保护和绿色节能施工的要求，有效的缩短工期，提高经济和社会效益。

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