钢板桩围堰插打钢板桩纠偏技术研究

彭文喜 徐光黎 陈香月 田华通 张继超

（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074）

1 工程概况

松花江佳木斯钢板桩围堰工程采用双排钢板桩围堰，内外排钢板桩间距10m，外排围堰面积9856m2，内排围堰面积 6280m2（图1）；外排钢板桩长 24m，入土深度16m，内排钢板桩长18m，入土深度12.3m，需要进入砂层、砂砾层和圆砾石层，两排桩采用Φ40拉杆连接，双排桩间填砂，为保证顺利施工双壁钢板桩间设有8m宽栈桥，栈桥下采用钢管桩+贝雷架支撑，钢管桩跨径12m。本工程采用拉森式SP-Ⅳw型热轧钢板桩，有效幅宽W=600mm，有效高度 h=210mm，厚度 t=18mm，材质为 Q390钢。

2 钢板桩纠偏技术

（1）在水中打设导桩导梁：导桩采用直径为 φ630×12mm钢管桩，导梁采用两根I36a型工字钢钢制作，间距44cm。采用上下两层导梁进行限位控制钢板桩的垂直度[1]；

（2）在栈桥上设置单层导向限位装置：在栈桥顶面进行限位，钢板桩一侧与锁口连接，另一侧固定在限位装置内；

（3）栈桥上设置双层导向限位装置：采用了双层导向限位装置，下层在栈桥钢管桩上焊接牛腿搭设双拼I50a型工字钢作为导梁，上层在桥面上设置限位装置。采用此方法限位，对钢板桩垂直度控制较好，且施工效率较高。

3 垂直度的偏差

3.1 垂直轴线方向倾斜

钢板桩插打过程中，通常会发生垂直轴线方向的倾斜，主要原因有以下几点：

（1）振动锤存在一定的偏心，对钢板桩的打击力作用方向不垂直，使钢板桩沉桩过程中发生倾斜；

（2）钢板桩锁口存在一定的间隙，在沉桩过程中，入土部分桩体之间的锁口相对紧密，土面以上部分锁口相对松弛，形成下压上拉的状态，多根桩累计后形成扇形变形；

（3）地层软硬不均造成桩下端扭转偏斜。主要解决措施：

（1）采用双层导向架，控制倾斜；

（2）精确测量放样钢板桩轴线位置；

（3）重视过程控制，及时测量垂直度；

（4）调整振动锤的方向进行控制倾斜；

（5）固定已打入的钢板桩防止移位。

3.2 沿轴线方向倾斜

钢板桩插打过程中，会发生沿轴线方向倾斜方向的倾斜，主要原因有以下几点：

（1）钢板桩上部由于导向架的固定而呈直线，但下部却会因为地层软硬不均，或因钢板桩垂直轴向倾斜度不一致等原因而产生弯曲，使钢板桩在轴线方向上上部长度大于下部长度而向前进方向倾斜；

（2）作用于钢板桩上的土压力随深度增加而增大，钢板桩受到作用而发生倾斜；

（3）打桩行进方向贯人阻力小，使阻力向阻力小的方向位移。

主要解决措施：

（1）采用限位架限制钢板桩轴向倾斜；

（2）用手拉葫芦拉紧已打人的钢板桩，这样可使钢板桩上部向后拉回一微小位移，同时避免已打人的桩一起向前进方向倾斜；

（3）打桩时，让振动锤略微倾斜。

4 钢板桩合拢

钢板桩围堰的合拢一直是钢板桩施工中需要攻克的重点和难点，能否正常合拢，决定着钢板桩的止水情况。

（1）合拢前的准备

在即将合拢时，提前测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，进而确定下一步钢板桩如何插打（是增加钢板桩，还是钢板桩插打时向外绕圆弧）；

（2）合拢时桩的调整处理

合拢应选择在围堰短边的角桩附近，如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离，向内（向外）减小（增大）距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。插打到剩下最后5根时，先全部拼插好，再插打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度；

（3）针对合拢处，提前进行准确测量，精确焊接制作异形钢板桩，进而帮助钢板桩围堰进行提前纠正、合拢；

（4）针对部分合拢特别困难的，本工程采用了高压旋喷桩结合钢板桩止水的施工工艺。合拢钢板桩的打入需借助倒链或手扳葫芦调整合拢口的间距，保证最后一根合拢钢板桩打入土层以下至少2m，土层下16m采用高压旋喷桩进行止水。结果证明，该合拢方案止水效果较好。

5 结语

依托松花江佳木斯钢板桩围堰工程，总结钢板桩围堰工程中钢板桩纠偏施工的成功经验，有效地满足了工程质量、进度、安全等方面的要求，具有一定的经济效益和社会效益，为后续类似工程提供了借鉴。