预应力钢筋混凝土支护板桩墙的施工方案

预应力钢筋混凝土支护板桩墙的施工方案

1.1 基本情况

小合分线肥西段16+295～19+855 段 3.56km 为丘岗区，地面高程一般在10～17m 左右，输水渠道为现有地面深挖而成，两岸无须筑堤。渠道两侧采用U 型直立式预应力钢筋混凝土板桩连续墙。按照小合分线输水流量为300m3/s 进行水力计算，输水渠道两侧边坡改为U型板桩连续墙后，渠底宽度需加宽至48m。河底高程-1.01～-1.32m，岸边板桩墙分成两级平台布置，平台宽均为5.0m，前阶平台顶高程1.49～1.18m，板桩悬臂段长2.5m，后阶平台顶高程4.7m，兼作亲水平台。平台以上每6.0m 设一2.0m 宽平台，平台上下边坡均为1:3。

双排U 型直立式预应力钢筋混凝土板桩截面宽1.2m，高0.8m，壁厚0.16m，截面积0.343m2。前排桩长8m，后排桩长11.5m，桩顶设钢筋混凝土框帽梁，梁高均为0.4m，宽1.0m。

U 形板桩抗弯承载力设计值Mu≥840kN?m，抗剪承载力设计值V≥589kN，垂直度偏差不超过1/200。

1.2 施工准备

（1）配合办理各种施工手续；

（2）组织设备、人员进场，树立安全牌、防火设施；

（3）配合处理施工沿线工作面；

（4）布置好材料堆放；

（5）布置好临时用水、用电；

（6）工程开工前，组织主要管理人员学习有关规范、规程文件；

（7）组织主要管理人员仔细研究施工图，明确后方可施工；

（8）进行施工方案的深化、完善；

（9）进行施工技术交底；

（10）根据合同工期编制施工进度计划。

1.3 施工安排及关键节点控制

（1）正式施工前，要根据业主要求进行试桩，总结桩体施工工艺。

（2）开工前需进行测量定位，进场后应立即进行三方复测，复核情况符合

规范要求，才能进行施工。

（3）打设定位型钢，定位型钢打设过程中要用两个约成90 度交角的经纬仪严格控制垂直度，垂直度偏差不宜超过1/200,定位型钢插入土内深度应适当加长，上端宜高出地坪标高0.2～0.3m。

（4）安装钢围檩架，安装过程中要控制好钢围檩与板桩侧壁接触的导向段的垂直度，钢围檩的内侧壁间距控制在805mm(针对板桩规格制作)。钢围檩精准控制安装完成后即可按拟定方向顺序施工板桩。

（5）为确保板缝间扣合严密，板桩在施工过程需采用合理有效的提供水平约束力的紧固装置，针对该新型的板桩，需加工上下两点（间距约1m）滑轮卡槽式的紧固装置，加力结构则采用人工手拉葫芦。该设计思路的出发点有以下三点：①相对于一点施力，上下两点独立相互施力更有助于板桩施工过程中垂直度的调节；②滑轮卡槽式装置对桩侧的阴阳榫起到保护作用；③人工手拉葫芦的施力装置主要是考虑到：施力的大小应根据现场的实际情况结合施工经验灵活调节。

（6）板桩打设至设计标高后，应及时采取一定措施与前一根桩连接成一板桩墙体，以防止在后继板桩施工过程中将临近刚施工好的板桩带下，该现象在施工短桩时尤其突出，要格外引起注意。

1.4 施工工艺和施工方法

1.4.1 施工作业可行性分析

（1）考虑到板桩较长，单桩自重较大，起重量也随之增大，打桩施工需配置100 吨履带吊和EP240 振动锤。

（2）根据施工现场情况，施工区域作业场地能够满足陆上施工要求，正式开工前，应在U 型板桩施工线路外侧铺设一条宽6m 的施工便道来满足施工机械作业行走，施工材料运输；施工线路中线上需挖出宽2m，深1.5m 的施工沟槽，施工便道外边缘距离施工沟槽内侧要达到2m 安全距离，施工时，便道上铺设宽1.5m、长6m 的钢板，来确保作业人员、施工设备的作业安全。

（3）通过地质勘察资料分析，桩尖穿越⑤层重粉质壤土、粉质粘土、⑤?层轻夹中粉质壤土、砂壤土、⑤?层中细砂夹粗砂、小砾石时，由于层厚较厚，标贯击数较大，导致桩端阻力急剧增大，入土难度会有所增大。施工过程中，如有需要可采用高压射水来辅助板桩的施工。

1.4.2 板桩的定制、运输、起吊、堆放及检验、验收

（1）定制

本工程所用钢筋混凝土板桩为U 形断面，厚800mm，宽1200mm，板桩采用卡口式结构，为了使板桩整齐地打入地基并和各板桩之间紧密结合在板桩两侧做有阴阳榫。其一侧从板桩顶到桩尖做成通长的阴榫；另一侧从桩顶到水底以下1m (不小于水底的冲刷深度)作为阴榫，再往下一直到桩尖形成阳榫。下段一侧做阴榫另侧做阳榫的目的是为了打桩时导向。

板桩的底端为了板桩易于打入地基，在板桩厚度方向做成尖榫形；为了使后施打的板桩与已打的板桩靠得紧密，将桩端阴榫一侧削成斜角。在施打时，地基力对此斜面产生一个推挤力将板桩紧紧靠在一起。为保证桩与桩连接紧密，预制时严格控制施工质量。

（2）采购

板桩由桩厂运至施工现场，施工方和相关单位一起按规范要求进行外观检查验收，验收合格并达到设计强度后方可施工。

（3）运输、起吊、堆放

板桩混凝土强度等级达到100%后才能出厂。板桩在运输过程中应满足两支点法的位置要求（支点距离桩端不宜大于0.21L），并垫以垫块防止滑动，严禁层与层之间的垫块与桩端的距离不等而造成错位。汽车运输时堆放层数不宜超过三层。

板桩起吊根据规范要求进行吊点设计，防止吊损板桩。在吊装、运输及堆放板桩的过程中，应轻起轻放，严紧抛掷、碰撞、滚落，吊运过程中应保持平稳，吊点应符合设计要求。

板桩的堆放场地应压实平整，有排水措施。堆放按两支点法进行，最下层支点宜在垫块上，且支点应在同一水平面上。堆放层数应根据板桩强度、地面承载力、垫块及堆垛稳定性等等综合分析确认，并不得超过四层。

（4）检验与验收

板桩外观质量及尺寸允许偏差、抗弯试验和检验规则等均按规范要求执行。

工地验收应具有下列资料：原材料质量试验报告；钢筋试验报告；混凝土试验强度报告；板桩出厂时附产品合格证。

1.4.3 沉桩工艺

沉桩时，各工序应连续进行，工艺流程如下图所示

1.4.4 选择机械性能分析

振动锤与其他桩锤相比，具有结构简单，操作维护方便，冷起动性能好等特点。因此在我国水运工程建筑行业中应用日益广泛。振动锤在振动沉桩时土体受震动，力学性能会明显下降，可有效的提高沉桩效率。

1.4.5 沉桩施工方法

在沉桩前必须做好设计及施工技术交底。安排好沉桩顺序。沉桩按照《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）,《板桩码头设计与施工规范》（JTJ167-3-2009）,《水运工程质量检验标准》(JTS257-2008)，《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）（不限于）中的相关规定执行。

（1）基线测量

在沉桩施工前，对现场的测量控制基线和基线点进行复核，根据现场情况进行施工平面坐标控制点和高程基准点的引测，及进行沉桩施工基线的放样。

（2）板桩定位

为控制好板桩墙的轴线位置、减少桩的平面扭曲和提高打桩效率。加工好足够强度及刚度的导向架。

（3）沉桩

为了使桩连接紧密，打桩是最关键的工序。为此，拟采用振动锤单方向顺序施工（相对于岸边从左向右施工），以达到使桩紧密的效果。

板桩采用单根施打的方式，在沉板桩前依据方向打设导向架，导向架采用工字型钢，作为施打板桩的导向，并使板阴阳榫口紧密对接。板桩沉桩以标高控制为主。

在沉桩时，振动锤和桩宜保持在同一轴线上。加强对沉桩施工过程的观测，对施工中出现的异常现象，作好记录，并查明异常现象的原因，采取相应的有效措施。沉桩完成时应及时进行夹桩，以便桩基形成一个整体，并进行沉桩偏位的测量。沉桩过程中严格按规范要求进行，控制好沉桩的施工质量。选择顺序作业，相对便利的作业条件，有利于控制板桩间的结合程度。

1.4.6 板桩沉桩质量控制

钢筋混凝土板桩是刚性体，轴线方向阴隼阳隼锚固相连形成一堵地下连续墙体，定位桩的垂直度和稳定性很关键，在施工过程中应严格控制板桩的垂直度和平面位置，并按要求将定位桩沉到设计标高，以确保定位桩的稳定性。完成定位桩的施打后，应逐根依次将下一根板桩套隼插入，然后分两次沉桩到设计标高位置。具体质量控制措施如下：

施打前确保预制桩的强度和龄期满足设计和规范要求。

试桩期间及时分析调整工艺，并留下记录。

轴线控制：打桩前进行系统的轴线复合，板桩轴线偏差应控制在±20mm 以内。检查和调整夹桩装置，以保证桩轴线符合要求，并防止板桩脱榫。

垂直度控制：用两台经纬仪校正和监控桩身垂直度，发现偏斜应及时停机调整，应把桩拔出，清障回填后重新沉桩。桩体严重倾斜时，应将桩拔出，用钢桩定位，再将桩重新沉入。

高程控制：桩下端位于软土时，以桩下端达到设计标高为符合要求，桩顶允许偏差应控制在-50，+50mm 范围。板桩施打至接近规定标高时，应调节振动锤的振动参数来控制振动频率及力度，以保证桩顶标高符合设计要求。

沉桩允许偏差：参考《水运工程质量检验标准》(JTS257-2008)，沉桩允许偏差如下：

（1）垂直于板桩墙轴线方向平面位置允许偏差为±100mm；

（2）垂直于板桩墙轴线方向垂直度允许偏差为10mm；

（3）沿板桩墙轴线方向垂直度允许偏差为15mm；

（4）板缝间缝宽允许偏差为30mm。

（5）检验批划分：100 根为一个检验批，不足100 根也应划分为一个检验批。

1.4.7 沉桩作业的安全控制

（1）开工前,测试检查履带吊吊机的提升装置、行走装置、回转装置、安全装置、电器设备、操作系统、静负荷试验、动负荷试验，以及振动锤的变频装置、安全装置、操作系统等，正式施打前应再次确认各种设备的机械性能、安全装置等，并留下记录。

（2）在安装钢围檩、沉桩时，起重臂下，非工作人员应离开10 以外。

（3）高处作业人员应绑好安全带，戴好安全帽，穿好防滑鞋。

（4）沉桩过程中，应有统一指挥，操作人和吊桩人员密切联系、相互配合。

（5）当风力达到6 级以上时，必须停止打桩作业，并将振动锤放在坚实平整的地面上。

（6）施工作业人员，必须严格执行安全操作技术规程，杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的“三违”现象。

1.4.8、桩间缝隙、错位、脱榫处理措施

U 型板桩施工完成后，若桩间存在超出设计规范的缝隙、错位、脱榫的现象时，采用条形木楔对桩间缝隙、错位、脱榫进行处理，具体处理方法如下：（1）基层处理：采用人工方式清理干净桩间缝隙的泥土。

（2）木楔的制作及施打：木楔的长度、宽度、厚度根据要处理的桩间缝大小进行现场制作；木楔制作完成后，采用铁锤进行木楔的施打，施打完成后，木楔的下部必须进行河底泥标高以下50cm,上部与U 型板桩桩顶标高齐平。

（3）处理成果：处理后的桩间缝两侧板桩与木楔结合紧密，确保不会出现泥土、碎石等流失的现象。