钢板桩施工方法

船坞坞壁组合箱型钢板桩施工工法

前言

20世纪90年代起船坞坞壁大多采用高桩承台单锚钢板桩，兼作止水墙结构形式，钢板桩兼施工阶段围护结构和坞壁永久结构。90年代末，我公司将单道围檩锤击施工工艺用于船坞坞壁组合箱型钢板桩施工，形成了船坞坞壁组合箱型钢板桩锤击沉桩施工工艺，该工艺施工速度快，沉桩后钢板桩外观平整、顺直、美观，单道围檩结构轻巧，沉桩设备要求低，所采用的防水胶止水效果好。该项目2001年11月通过上海市建设委员会鉴定，2002年获第十六届上海市优秀发明选拔赛一等奖，2003年获上海市科技进步二等奖，2003年获全国发明展览会金奖，2004年获第十三届全国“星火杯”创造发明竞赛优秀项目金奖。在施工实践基础上，总结编制了本施工工法。

1 特点

1.1该组合箱型钢板桩由两根“Z”型钢板桩和一根“U”国产钢板焊接组合而成，桩体刚度大，适用于锤击施工，并可作为基坑围护结构和永久结构的特点。见图1组合钢板桩的组成、图2工程实例。

1.2利用国内现有沉桩设备实现桩与桩空间位置控制一体化施工工艺，采用桩架导向锤击、单道围檩限位、屏风式插桩和间隔反向送桩工艺，保证施工质量。

1.3在组合箱型钢板桩锁口内涂刷“复合型I”止水胶，减小沉桩过程锁口的阻力，止水胶遇水膨胀，起到防水的功效。

1.4在阴阳转角处设置异型钢板桩控制平面尺寸，在沉桩过程中设置纠偏桩矫正桩体垂直度。

图1 钢板桩平面示意图组合后箱型钢板桩

中缝锁口，间隔焊接

，不刷止水剂

组合箱型钢板桩连接

锁口，刷止水剂

"Z"型钢板桩

"U"型钢板

组合前单根钢板桩

图2 钢板桩实景图

2 适用范围

本工法适用于软土地基上，防水施工质量要求高，截面较大船坞坞壁组合箱型钢板桩施工或者以组合箱型钢板桩为围护墙体的基坑围护结构施工。

3 工艺原理

采用桩架锤击沉桩，单道围檩与桩架组成导向系统，屏风式插桩，冷锤沉桩施工，反向间隔连续送桩；钢板桩的锁口采用涂刷遇水膨胀“复合型I”止水胶，送桩时减少摩擦和止水双重作用；为控制平面尺寸和桩体的垂直度，设置异型桩和纠偏桩。

4 工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

4.2 施工操作要点

4.2.1 施工准备

（1）钢板桩制作：组合钢板桩的材质由设计确定，钢板桩的结构形式采用两根优质“Z”型钢板桩和一根“U”型国产钢板焊接组合而成；焊接工艺要求由设计制定，委托专业加工厂加工。

（2）钢板桩的运输及堆放：钢板桩运输采用平板车运输，运输中大于三处搁置点，运输途中平稳行驶。钢板桩必须堆放在硬地坪上，大于三处搁置点，堆放不超过三层。

（3）钢板桩验收：组合箱型钢板桩除在进场时由制作方提交合格证后，组合箱型钢板桩进场时应进行逐个验收，按设计标准及规范要求进行，验收内容及标准如下：

A 组合箱型钢板桩长度：＋300mm，－0；

B 端面尺寸：高度＋10mm，宽度＋10mm；

C 桩身焊接质量；

D 组合箱型钢板桩桩端平整度及平面倾斜小于5mm，采用角尺与塞尺配合复核；

E 锁口通畅与否的检查，用2m 长标准段雌雄锁口各一只，插入组合箱型钢板桩两侧锁口内，以往返两次顺利通过为准；

F 组合箱型钢板桩桩身侧向弯曲矢高和正向弯曲矢高均为≤0.12％；

G 在提交组合箱型钢板桩合格证的同时，应提交组合箱型钢板桩的质保资料、试验报告及制作过程中质量评定和探伤报告，在检查过程中若有不符合验收要求的组合箱型钢板桩必须经过校正，直至符合要求方可使用；

H 对检验合格的桩进行编号，记录偏差情况。

（4）辅助材料验收：“复合型I ”止水胶进场时必须具有合格证，并加以检查，对“复合型I ”止水胶的粘度、凝结时间、耐久性、极限温度、膨胀系数、耐腐蚀性、粘附力等要进行复试，复试合格方可使用。

4.2.2 组合箱型钢板桩加固及锁口处理

（1）组合箱型钢板桩桩身较长，在打桩时，因冲击力较大，使中缝锁口容易挫动，错位较大，应先在组合箱型钢板桩中缝锁口处加设二至三处焊接块，增强抗变形强度，减少错位变形；在桩端头锤击端进行加筋板加固，增强锤击端强度。见图3 中缝锁口，间隔

焊接

中缝锁口，间隔焊接

组合箱型钢板桩连接

锁口，涂刷止水

剂锤击端加筋板

图3 组合箱形钢板桩连接示意图

（2）组合箱型钢板桩边缝锁口采用“复合型I ”止水胶，施工前须用专用工具清除锁口内的锈迹，反复打磨，直至露出金属本色。

（3）外观质量检查，查出锁口不顺直部位，对这些部位要加强除锈力度，使之光滑，减少沉桩阻力，增强“复合型I ”止水胶的粘结力。

（4）“复合型I ”止水胶开桶后调制均匀即可使用，涂刷“复合型I ”止水胶前应对基层用干回丝擦一遍，用以清除灰尘，涂刷时采用专用的胶枪喷注，做到涂膜均匀，黏附力强，无漏涂、流挂等现象。“复合型I ”止水胶固化时间大于72小时，在涂刷止水剂后，打桩应在72小时内完成。

4.2.3 定位桩及沉桩测量控制

（1）组合箱型钢板定位：专为沉桩配备水平围檩导向架，由限位桩和围檩构成。桩架顶端具有约束性，围檩形式可采用单道围檩，组成沉桩的导向系统。单道围檩导向架由限位桩和钢围檩组成，限位桩采用600钢管，长约10米，顶部设置钢横梁，钢横梁两端设置限位立

柱，形成蟹钳式形状，用以搁置两根钢围檩，钢围檩长15m ，用H400×400×14mm 型钢制成，两钢围檩之间设置卡板限位，以确保尺寸和位置准确，见图4-1、图4-2。

图4-1 钢板桩定位实景图

第一组定位桩围檩平面布置示意图1265本组7根CAZ组合桩1265126512651265

1265后一组第一根桩

Φ600钢

管限位桩蟹钳式钢梁防钮装置

17652根H400X400钢围檩围檩卡板432126510000自然地平线

蟹钳式钢横梁Φ600钢

管限位桩

+2.00m

Φ600钢管限位桩

1H400X400钢围檩CAZ25\28钢板桩

围檩卡板

图4-2 钢板定位平、剖面图

（2）组合箱型钢板桩沉桩过程需要在二个垂直方向进行垂直度观察，在前进方向组合箱型钢板桩的中心线上，距打设位置约25m 处架设经纬仪进行垂直度监测，另一方向为在距桩正面约25m 处施放一条组合箱型钢板桩轴线延长线的平行线，在平行线上把相应组合箱型钢板桩外侧锁口位置架设经纬仪进行垂直度监测。

（3）插桩测量控制：轴线延长线上的仪器架设位置必须精确，使得仪器视线与组合箱型钢板桩轴线一致，插桩时，如果组合箱型钢板桩锁口中心线与仪器中“十”字丝吻合，说明组合箱型钢板桩插在的轴线方向没有问题。同样，桩机正面仪器架设的位置也必须正确，插桩时，如果组合箱型钢板桩锁口处边线与仪器中“十”字线不吻合，说明组合箱型钢板桩在轴线方向有倾斜，见图5。