超长冷弯钢板桩施工工法

超长冷弯钢板桩施工工法中交一航局第四工程有限企业第八项目部1．序言冷弯钢板桩采取较薄板材（惯用厚度为8mm～14mm），以冷弯成型机组加工而成。其生产成本较低而价格廉价，定尺控制也更灵活。可依照工程实际情况，选取最经济、合理截面，实现工程设计上最优化，比同性能热轧钢板桩节约材料10-15%，极大降低了施工成本，但受受冷弯加工设备能力制约，只能生产钢种强度级别低、厚度较薄弱产品，冷弯钢板桩施工具备一定难度，我项目部在唐山德龙重工船务工程有限企业修船项目1#、2#修船坞围堰工程中，采取长螺旋钻松土结合水冲法施工方案进行27米、31米长冷弯钢板桩施工，提升了施工速度，确保了施工质量，得到了很好经济效益和社会效益。2．工法特点（1）沉桩速度快、质量好，可有效预防钢板桩在沉桩过程中发生扭曲；（2）施工工艺成熟，操作简单，便于施工组织；（3）处理了冷弯钢板桩因为长度过长带来施工难题，扩大冷弯钢板桩应用范围，可有效降低工程成本。3．适用范围本工法适适用于长度小于31米，壁厚大于9mm冷弯钢板桩在地质条件以冲填土、粉土、粉质粘土等为主地域施工，可广泛应用于码头、堤防护岸、挡土墙、船坞、建桥围堰以及建筑基坑支护等工程。4．工艺原理本工法主要是利用长螺旋钻松土和水冲共同作用降低沉桩阻力。第一步先利用长螺旋钻破坏土层结构，减小土壤摩擦力，降低沉桩阻力。第二步采取振动打桩锤沉桩，使桩周围土体因振动产生结构改变，降低了强度或产生液化，同时利用水流冲刷加速土体液化从而达成降低沉桩阻力目标。该两种工艺结合大大降低了沉桩阻力，降低了桩身扭曲变形、提升了沉桩质量和速度。5．施工工艺流程及操作关键点5.1钢板桩工流程测量定位→打设围檩支柱→安装施工导梁→施打钢板桩至设计标高→拆拔导向围檩、围檩支桩→进行下一段钢板桩施工5.2操作关键点5.2.1施工准备5.2.1.1技术准备（1）凡参加施工操作人员必须参加技术培训，经考评合格后持证上岗。（2）熟悉施工图纸。（3）做好技术交底。5.2.1.2机械设备选择（1）打桩设备选择打设钢板桩能够使用自由落锤、汽动锤、汽油锤、振动锤皆可，较长冷弯钢板桩适用采取振动锤进行施工。能够结合试桩情况，主要依照需要振幅AS和偏心力矩MO来进行选择。对砂土AS=(0.8N+L)1/2(mm)对粘性土、粉土AS=(1.6N+L)1/2(mm)MO=[15AS+225AS2+(1.56-AS))225AS+1.56ASQP/1.56-AS]2QP-钢板桩自重（N）AS-板桩需要振幅（mm）（2）起重设备选择起重设备宜选择履带式起重机，主要从吊高和吊重两方面进行综合考虑。5.2.2松土施工5.2.2.1长螺旋钻孔施工工艺流程图测量放线测量放线钻机就位钻机就位钻进至松土深度钻进至松土深度停钻停钻均匀拔钻至地面均匀拔钻至地面钻机移位钻机移位5.2.2.2松土孔位布置松土孔位布置整体线型与钢板桩施工线型保持一致，松土影响面积应略宽于钢板桩施工截面。5.2.2.3操作关键点（1）钻机就位：钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保松土垂直度允许偏差小于1%。现场控制采取在钻架上挂垂球方法测量该孔垂直度，也可采取钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检验。满足要求后，方可开钻。（2）钻进成孔：钻孔开始时，向下移动钻杆至钻头触地时，开启马达钻进，先慢后快，同时检验钻孔偏差并及时纠正。在成孔过程中发觉钻杆摇摆或难钻时，应放慢进尺，预防桩孔偏斜、位移和钻具损坏。依照钻机塔身上进尺标识，成孔抵达设计标高时，停顿钻进。（3）淤泥清理：成孔过程中，钻杆会将淤泥带到地上，钻机移位后用装载机将淤泥清理至施工区域外侧。5.2.3水冲施工水冲设备为电动机带动高压泵，水泵扬程高于钢板桩施工吊高，桩体内侧加焊2根直径为6.0cm注水管，输水管为直径6.5cm尼龙管。为节约施工成本，水管与桩体采取套管连接方式，套管按个/5米布置,每根钢板桩完成后水管拔除重复利用。5.2.4钢板桩防变形加固方法为了降低钢板桩扭曲变形现象，在钢板桩内侧按每2.5米一根进行加焊钢板横肋。肋板材料采取厚度为1cm钢板，宽度为6cm，长度与钢板桩内侧宽度保持一致，肋板与钢板桩采取焊接连接方式。5.2.5施工围檩安装导向桩材料采取Φ430*8螺旋钢管桩，钢管桩内边距设计钢板桩边线为导梁材料宽度，入土深度7-8m,钢管桩上满焊有Ι25牛腿，牛腿宽度为导梁材料宽度，牛腿距泥面高度为1.8米，导梁材料钢板桩，导梁与牛腿之间采取贴角焊，焊缝宽度为接触长度。钢管桩纵向间距为9m。5.2.6沉桩施工5.2.6.1第一根钢板桩插打第一根钢板桩定位是整体插打定位关键。插打时在施工导梁上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠施工导梁，边插打边将起重机吊钩缓缓下放。插打过程中，在相互垂直两个方向采取全站仪进行观察，确保钢板桩插正、插直。5.2.6.2钢板桩插打沉桩方法采取一次沉桩方法即每根钢板桩一次打至设计标高处停顿沉桩，安插钢板桩使用履带吊经过振动锤将钢板桩吊起，然后起吊使钢板桩成垂直状态，移向安插位置，插入业已就位钢板桩锁口中。5.2.6.3操作关键点（1）由施工技术责任人召集各工种、生产、技术、安全、质量等相关人员对施工操作进行详细施工技术、安全交底。（2）为了确保钢板桩线型顺直。使用经纬仪监测钢板桩沉桩过程垂直度偏差时，需严格控制测量仪器与正在沉桩施工区域相对距离，防止因沉桩振动对测量仪器造成误差，使得测量人员报出偏差值误导操作人员施工。（3）沉桩过程应尽可能确保桩锤和桩处于同一轴线，防止产生偏心沉桩，沉桩过程应加强观察，并严格按照设计和技术规范要求控制停锤标准。（4）沉桩施工过程中，应认真做好沉桩施工统计，将实际沉桩情况与地质资料相结合，碰到复杂地质应提前做好相关准备。（5）钢板桩倒运吊装时，在吊装钢板桩设置钢丝扣或夹具锁口处放置胶皮垫，以预防钢丝扣或夹具对锁口产生破坏。（6）沉桩施工过程中，应认真做好已沉钢板桩桩位观察统计及各种数据搜集和比较。（7）在坚实土地带插钢板桩时，可将桩尖截成一定角度，利其反力使已倾斜钢板桩逐步恢复正常。6．材料与设备6.1材料选择板桩经过装卸、运输后会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在组拼前先进行检验，剔除锁口破裂、扭曲、变形钢板桩，剔除钢板桩表面因焊接钢板等留下残渣瘤。钢板桩锁口应以一块长1.5~2.0m标准钢板桩进行滑动检验，凡锁口不合应进行修正合格后方能使用。工序检验内容方法执行标准桩运输与进场验收1、钢板桩进场要有出厂合格证；2、原材合格证件。3、钢板桩在起吊时应防止因为碰撞、磨擦等原因造成变形和损伤。检验桩出厂合格证，专员抽检桩外观质量桩质量应符合设计要求和规范要求6.2主要机具主要机具备履带式起重机、振动打桩锤、螺旋钻机、电焊机等。振动锤检验。振动锤是打拔钢板桩关键设备，在打拔前一定要进行专门检验，确保线路通畅，功效正常，夹板不能有太多磨损。7．质量控制7.1主控项目（1）板桩规格、质量和钢板桩防腐应满足设计要求。（2）沉桩后，钢板桩不得出现不连锁现象。（3）板桩桩尖标高、和入土深度应满足设计要求。7.2通常项目（1）有防渗要求钢板桩墙锁扣内填充材料和填充质量应满足设计要求。（2）钢板桩沉桩允许偏差序号项目允许偏差（mm）检验数量单元测点检验方法陆上水上1设计标高处平面位置垂直于墙轴线方向±50mm±100mm逐件检验1用经纬仪和钢尺测量取大值主桩间距±20mm2垂直度（每米）垂直于墙轴线方向10每隔10段查1根1用吊线测量或用测斜仪检验沿墙轴线方向通常板桩151主桩88．安全方法（1）严格按照标准和规范要求对起重机械情况进行检验验收，随时发觉问题随时整改。

机械进场必须确保质量好、安全性能可靠、有生产许可证单位生产合格产品，确保起重机械安全性和可靠性，将安全隐患消亡在源头，验收合格后方可使用。

（2）起重机械在使用过程中严格执行关于标准、规范，定时检验做好维护保养、及时修复存在隐患部位，做到检验、整改、验收闭环管理。（3）起吊重物时应先稍离地面试吊，确认吊物已挂牢，起重机稳定性和制动器可靠性均良好，再继续起吊。（4）对现场工作人员，依照作业种类和特点，按照劳动保护法要求配置对应劳保用具，包含安全帽、水鞋、绝缘鞋、雨衣、手灯、安全带（绳）等。（5）施工现场用电实施“三相五线制”和“一机一闸一保护”要求，施工现场使用统一标准配电箱，漏电保护器，加强对施工用电检验督促电工对使用电箱进行日常检验，施工现场内一切电源、电路安装和拆除，由持证电工操作。（6）起重臂下禁止站人，钢板桩施打过程中非操作人员远离施工现场，同时派设专员现场指挥施工作业，作业区域周围设有显著安全警示标志设置警戒线，由专员监护。（7）钢丝绳应经常检验，如有扭结、变形、断丝、锈蚀等异常现象，应及时降低使用标准或报废。9．环境保护方法工程施工前对环境原因进行识别和评价，按国家、地方政府法律法规进行严格控制，施工中重点做好以下环境原因控制。序号环境原因控制方法1生产废弃物螺旋钻松土产生淤泥装载机及时清理，并运输至制订地点。钢管、钢板等下脚料集中存放定时清理。2施工噪音将施工作业区与生活办公区分开布置，同时选取噪声声级较低施工设备。3火灾施工现场严格执行国家和地方关于消防安全法规、标准和规范，坚持“预防为主”标准，现场各类消防建筑材料应整齐码放，消防通道必须通畅，预防重大施工火灾事故发生。机械加油时，禁止吸烟。施工现场增加消防设施，对工人宣传安全知识，提升其安全意识。4电能消耗机械设备定时维修、保养，加大检验力度，实施操作人负责制，禁止机械长时间未施工空转。10．效益分析10.1用料省、成本低冷弯钢板桩截面尺寸选取空间较热轧钢板桩较大，可最大程度实现工程经济性与合理性。本工程405米内排钢板桩，466米外排钢板桩均选取冷弯钢板桩为主体材料，如选取热轧钢板桩需增加钢板桩工程量1904吨，比较统计详见附表1。10.2速度快、质量好因为采取了松土、水冲等辅助方法，钢板桩沉桩阻力大大减小，沉桩速度和质量得到了有效保障。热轧钢板桩从订货至运至施工现场通常需3个月时间，冷弯钢板桩生产周期较短货源充分极大地确保了现场施工生产。10.3工艺成熟、安全适用长螺旋钻松土、水冲等辅助方法均为成熟施工工艺，不存在大安全隐患和危险源。11．应用实例该工法在唐山德龙重工船务工程有限企业修船项目1#、2#修船坞围堰工程中得到了很好应用，外排717根27米长钢板桩已全部施工完成，内排624根31米钢板桩已施工完成550根，均满足施工质量要求。冷弯钢板桩在房建、铁路、公路、水运工程等领域都具备广泛应用空间和市场前景。附表1：工程量统计表冷弯钢板工程量统计表工程部位截面模量设计要求围堰工程量（米）冷弯钢板桩选取规格（长X高）施工根数截面模量（cm3/m）单位重量（Kg/米）单根重量（吨/根）冷弯钢板桩工程量（吨）内排钢板桩230040565X5462423