鋼板樁靜壓技術在航道工程中的應用研究

符一波

摘 要：鋼板樁施工技術是國內一門新興的技術，突破了傳統施工方法的約束，具有明顯的優勢。該技術應用于航道工程，在常州地區尚屬首次，而且截止目前還沒有統一的檢驗驗收標準。文章結合工程實例，介紹鋼板樁靜壓技術在航道護岸施工中的應用，重點研究了施工工藝、質量控制等施工過程中的難點問題。

關鍵詞：鋼板樁；靜壓植樁機；質量標準

1 工程簡介

蘇南運河常州橫林段三級航道整治工程，起點位于橫林鎮中天鋼鐵集團公司廠區，終點位于常州與無錫交界處的直湖港。在橫林鎮區段，房屋密集，滬寧鐵路位于航道左岸，緊臨施工區域，結合橫林鎮鎮區規劃，航道向左岸單面拓寬，航道整治左岸采用鋼板樁結構型式，右岸對破損護岸進行加固處理。

鋼板樁護岸總長1552m，設計護岸頂標高？犖3.80，樁底標高？犖-9.2。護岸采用鋼板樁+土層錨桿結構，由鋼板樁、導梁、土層錨桿及鋼蓋板組成。前墻采用連續施打的“U”型熱軋鋼板樁，樁長13m；導梁為兩根25a槽鋼組成的組合結構；土錨采用分散壓縮型土錨，土層錨桿長度20m，中心高程？犖1.8，土層錨桿與水平向夾角為15°，錨桿間距為2.4米/根，鋼絞線采用無粘結型，1×7標準型，共4束。鋼板樁墻頂設鋼蓋板，增加前墻的連續性和整體性，鋼蓋板寬度0.4m。

為了有效解決施工空間狹小、施工振動和噪音大等問題，減少對周邊廠家、居民的影響，本工程鋼板樁采用了靜壓植樁技術施工。

2 鋼板樁施工

2.1 鋼板樁靜壓施工準備

2.1.1 鋼板樁選擇

鋼板樁采用U型熱軋鋼板樁，鋼板樁規格為SP-U600×180×13.4，樁長為13m，熱軋鋼板樁鋼材強度等級為Q295，且須滿足《熱軋U型鋼板樁》（GB/T20933-2007）有關技術要求；鋼板樁臨水面采用涂層防腐，防腐前首先進行表面預處理，防腐材料均采用底層：100μm富鋅漆，面層：200μm氯化橡膠漆；涂層防腐范圍：臨水面樁頂以下5.9m。

2.1.2 鋼板樁原料準備

由鞍鋼公司生產，出廠后先運至江陰市中船船廠進行防腐，再由載重汽車運輸到施工現場，根據噸位每車裝載20～30根不等，運至施工現場后進行檢查、分類、編號及驗收。

鎖扣檢查：用一塊長約2米的同類型、同規格的鋼板樁鎖口作標準，將所有同型號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用人工拉動標準鋼板樁鎖口，從樁頭至樁尾做鎖口通過檢查。

寬度檢查：對于每片鋼板樁分為上中下三部分，用鋼尺測量其寬度，寬度允許偏差-5～10mm。對于肉眼看到的局部變形可進行加密測量。

場地堆放：鋼板樁運至現場后，堆放在C25混凝土澆筑的地坪上，堆放按照規范要求進行碼放，每摞碼放五根，每層之間均用枕木支墊，堆放高度約80cm。

2.1.3 鋼板樁試樁

鋼板樁靜壓施工開始前，施工項目部在鴻聯集團有限公司廠區圍墻外處進行試樁，采用小松PC450高頻液壓打樁機施打，作業面標高為？犖+2.9m，鋼板樁采用U600*360*12的U型鋼板樁，樁長為12米，共試樁5次，結果顯示鋼板樁的可施工作業標高為？犖+2.1m 至-9.2m，施工作業長度為11.3米，該段地質比較軟，容易沉樁。

根據試樁情況，本工程地段鋼板樁施工，不需引孔，可直接采用靜壓技術施工。

2.1.4 鋼板樁測量放線

測量放樣：利用GPS架設在附近的控制網點上，采用坐標法，根據施工圖紙提供特征點坐標，計算出各樁位的坐標值，在鋼板軸線上每隔5m測放一個控制點，并用石灰、小木樁標識出坐標點，確保軸線的準確。

2.2 鋼板樁靜壓

2.2.1 初期壓樁

將靜壓植樁機水平設置于反作用力基座之上，根據土質條件、樁的長度，將配重放置于反作用力基座的兩側，利用其總重量作為反力壓入第一根樁。之后每次完成壓入作用之后，使靜壓植樁機自走前移，依次抓住壓入的完成樁，當機身完全移到初期反力樁上后撤除反力配重與反作用力基座，完成初期壓入。第一根樁沉樁標高比設計標高高30cm，防止被后打入的樁帶下。

2.2.2 壓樁施工

（1）利用吊車將樁吊入靜壓植樁機夾頭部位，使鋼板樁進入夾頭并夾緊，然后利用夾頭前后左右移動的功能將鋼板樁移至規定樁位開始壓入。在壓入過程中利用水平尺測量樁身垂直度及傾斜度，保證垂直度。（2）將樁壓入至可獲得充分的支撐力以支撐靜壓植樁機重量的位置時，將夾住反力樁的固定夾打開，在夾頭夾住壓入樁的狀態下，使機身上升前行至下一根樁的位置，然后下降至下一根已完成的壓入樁上，并確認調整機身水平度后，關閉固定夾，將樁壓入至規定的標高。（3）重復以上操作直至一面樁墻施工完畢。施工步驟如圖1所示。

2.2.3 撤出

在完成壓入作業后，利用吊車將靜壓植樁機從已完成的樁墻上調離，設置于反作用力基座上即可搬運離現場。

2.3 機械配置/場地布置

2.3.1 平面圖（圖2）

2.3.2 側面圖（圖3）

2.4 質量控制

2.4.1 注意保護鋼板樁的鎖口，在鋼板樁的起吊、運輸和堆放過程中要密切注意保護好鎖口，防止人為因素導致鎖口變形、扭曲，給沉樁帶來困難；起吊時采用兩點起吊，起吊點位于鋼板樁兩端的1/4處。

2.4.2 打樁機操作員盡量避免強制調整樁身的垂直度，以免造成扭樁。

2.4.3 鎖口偏移不要超過50mm，超過50mm的拔出重新沉樁。

2.4.4 在第一根鋼板樁的側面標示標高線，方便后續沉樁。

2.4.5 為減少鋼板樁施工引起的累積誤差，在施工過程中隨時采用水平尺檢測鋼板樁的垂直度及傾斜度。

3 鋼板樁打設過程中存在的難點問題及解決措施

3.1 縱向傾斜

3.1.1 產生原因

地層軟硬不均，造成樁下端扭轉偏斜。

3.1.2 控制措施

打樁過程中，經常上下插拔鋼板樁，避免快速一次插打到位，致使鋼板樁下部偏轉。

3.2 帶樁

3.2.1 產生原因

在施工中可能發生先打入的鋼板樁隨后打入的鋼板樁一起下沉的現象，這是因為相鄰鋼板樁的鎖口沒能完全對好，增加了相鄰的樁的側壓力，也增大了相鄰鋼板樁的摩擦力，當該阻力大于土層對樁的阻力時，先打入的樁就隨后打入的樁一起下沉。

3.2.2 解決對策

（1）檢查鋼板樁的鎖口，對鎖口變形、扭曲的鋼板樁不予使用；同時在鋼板樁的鎖口內涂抹黃油以減小摩擦。（2）鋼板樁下沉過程中如果發生帶樁應當停止沉樁并向上拔出，拔出后重新對鎖口，保證鎖口垂直度減少鎖口的摩擦阻力。（3）發生帶樁時，可以將先打入的兩個樁鎖口部分焊接起來，使兩個樁成為一體，增加下沉的阻力，避免把先打入的樁帶下。

3.3 軸向傾斜

3.3.1 產生原因

（1）作用于鋼板樁上的土壓力隨深度增加而增大，鋼板樁受到推擠作用而向前進方向傾斜。（2）對易產生偏斜的地層和部位，打入速度過快，造成傾斜趨勢加快。

3.3.2 解決對策

（1）施工過程中用水平尺對每根樁進行檢查，保證垂直度和傾斜度。（2）在先插入的樁頂部割個方孔并用葫蘆向反方向拉，這樣可使鋼板樁上部向后拉回一微小位移，同時可避免在打樁時帶動前邊已打入的樁一起向前進方向傾斜。（3）適當放慢鋼板樁的入土速度，鋼板樁打入一定深度后向上提升一定高度再向下打，幾次反復，以減小鋼板樁下部的偏轉和彎曲。

4 質量標準（見表1，表2）

5 結束語

鋼板樁靜壓在整個鋼板樁施工中是非常重要的一個環節，其靜壓效果將直接影響到鋼板樁的整體質量和使用壽命，文章介紹的鋼板樁靜壓技術，可為以后同行進行鋼板樁施工提供一定的經驗和借鑒。

參考文獻

[1]羅海，涂一行，譚勇，等.現代靜力壓入樁基工法及應用前景探討[J].地下空間與工程學報，2010，6（S1）.

[2]張海濤.靜壓鋼板樁施工工藝探討[J].城市建設理論研究，2012，（31）.