超長冷彎鋼板樁施工工法

超長冷彎鋼板樁施工工法中交一航局第四工程有限公司第八項目部1．前言冷彎鋼板樁采用較薄的板材(常用厚度為8mm～14mm），以冷彎成型機組加工而成。其生產(chǎn)成本較低而價格便宜，定尺控制也更靈活。可根據(jù)工程實際情況，選取最經(jīng)濟、合理的截面，實現(xiàn)工程設(shè)計上的最優(yōu)化,比同性能熱軋鋼板樁節(jié)省材料10—15％,極大的降低了施工成本，但受受冷彎加工設(shè)備能力制約,只能生產(chǎn)鋼種強度級別低、厚度較單薄的產(chǎn)品,冷彎鋼板樁施工具有一定難度，我項目部在唐山德龍重工船務(wù)工程有限公司修船項目1＃、2＃修船塢圍堰工程中，采用長螺旋鉆松土結(jié)合水沖法的施工方案進行27米、31米長冷彎鋼板樁施工，提高了施工速度，保證了施工質(zhì)量，得到了較好的經(jīng)濟效益和社會效益.2．工法的特點（1)沉樁速度快、質(zhì)量好,可有效防止鋼板樁在沉樁過程中發(fā)生扭曲；（2）施工工藝成熟，操作簡單，便于施工組織；（3）解決了冷彎鋼板樁由于長度過長帶來的施工難題，擴大冷彎鋼板樁的應(yīng)用范圍，可有效降低工程成本。3．適用范圍本工法適用于長度小于31米，壁厚不小于9mm的冷彎鋼板樁在地質(zhì)條件以沖填土、粉土、粉質(zhì)粘土等為主的地區(qū)的施工，可廣泛應(yīng)用于碼頭、堤防護岸、擋土墻、船塢、建橋圍堰以及建筑基坑支護等工程.4．工藝原理本工法主要是利用長螺旋鉆松土和水沖共同作用降低沉樁阻力.第一步先利用長螺旋鉆破壞土層結(jié)構(gòu)，減小土壤摩擦力，降低沉樁阻力。第二步采用振動打樁錘沉樁，使樁周圍土體因振動產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化，降低了強度或產(chǎn)生液化，同時利用水流沖刷加速土體液化從而達到降低沉樁阻力的目的.該兩種工藝的結(jié)合大大降低了沉樁阻力，減少了樁身的扭曲變形、提高了沉樁的質(zhì)量和速度。5．施工工藝流程及操作要點5。1鋼板樁工流程測量定位→打設(shè)圍檁支柱→安裝施工導(dǎo)梁→施打鋼板樁至設(shè)計標高→拆拔導(dǎo)向圍檁、圍檁支樁→進行下一段鋼板樁的施工5。2操作要點5。2。1施工準備5.2.1.1技術(shù)準備（1）凡參加施工的操作人員必須參加技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后持證上崗。(2）熟悉施工圖紙。（3)做好技術(shù)交底。5.2。1.2機械設(shè)備選擇（1）打樁設(shè)備的選擇打設(shè)鋼板樁可以使用自由落錘、汽動錘、汽油錘、振動錘皆可，較長的冷彎鋼板樁適用采用振動錘進行施工?？梢越Y(jié)合試樁情況，主要根據(jù)需要的振幅AS和偏心力矩MO來進行選擇。對砂土AS=(0。8N+L)1/2(mm）對粘性土、粉土AS=(1.6N+L)1/2（mm)MO=[15AS+225AS2+（1。56-AS))225AS+1。56ASQP/1。56—AS]2QP—鋼板樁自重（N)AS-板樁需要的振幅（mm)（2）起重設(shè)備的選擇起重設(shè)備宜選擇履帶式起重機,主要從吊高和吊重兩方面進行綜合考慮。5。2.2松土施工5。2。2。1長螺旋鉆孔施工工藝流程圖測量放線鉆機就位鉆進至松土深度停鉆均勻拔鉆至地面鉆機移位5。2.2。2松土孔位布置松土孔位布置整體線型與鋼板樁施工線型保持一致,松土影響面積應(yīng)略寬于鋼板樁施工截面。5.2。2.3操作要點（1）鉆機就位：鉆機就位后，使鉆桿垂直對準樁位中心，確保松土垂直度容許偏差不大于1％。現(xiàn)場控制采用在鉆架上掛垂球的方法測量該孔的垂直度,也可采用鉆機自帶垂直度調(diào)整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場工程技術(shù)人員進行樁位對中及垂直度檢查。滿足要求后，方可開鉆。（2）鉆進成孔:鉆孔開始時，向下移動鉆桿至鉆頭觸地時,啟動馬達鉆進，先慢后快，同時檢查鉆孔的偏差并及時糾正。在成孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。根據(jù)鉆機塔身上的進尺標記,成孔到達設(shè)計標高時，停止鉆進。（3)淤泥清理：成孔過程中,鉆桿會將淤泥帶到地上,鉆機移位后用裝載機將淤泥清理至施工區(qū)域外側(cè)。5.2。3水沖施工水沖設(shè)備為電動機帶動高壓泵，水泵揚程高于鋼板樁施工吊高，樁體內(nèi)側(cè)加焊2根直徑為6。0cm注水管，輸水管為直徑6.5cm尼龍管.為節(jié)約施工成本，水管與樁體采用套管連接方式，套管按個/5米布置，每根鋼板樁完成后水管拔除重復(fù)利用.5.2。4鋼板樁防變形加固措施為了減少鋼板樁扭曲變形現(xiàn)象，在鋼板樁內(nèi)側(cè)按每2.5米一根進行加焊鋼板橫肋。肋板材料采用厚度為1cm鋼板，寬度為6cm，長度與鋼板樁內(nèi)側(cè)寬度保持一致，肋板與鋼板樁采用焊接連接方式.5。2。5施工圍檁安裝導(dǎo)向樁材料采用Φ430＊8螺旋鋼管樁，鋼管樁內(nèi)邊距設(shè)計鋼板樁邊線為導(dǎo)梁材料的寬度，入土深度7-8m,鋼管樁上滿焊有Ι25牛腿，牛腿的寬度為導(dǎo)梁材料的寬度，牛腿距泥面高度為1。8米，導(dǎo)梁材料鋼板樁,導(dǎo)梁與牛腿之間采用貼角焊，焊縫寬度為接觸長度。鋼管樁縱向間距為9m。5。2。6沉樁施工5.2.6.1第一根鋼板樁插打第一根鋼板樁的定位是整體插打定位的關(guān)鍵。插打時在施工導(dǎo)梁上設(shè)置一個限位框架,大小比鋼板樁每邊放大1cm，插打時鋼板樁背緊靠施工導(dǎo)梁,邊插打邊將起重機吊鉤緩緩下放。插打過程中，在互相垂直的兩個方向采用全站儀進行觀測，確保鋼板樁插正、插直。5.2.6。2鋼板樁插打沉樁方法采用一次沉樁方法即每根鋼板樁一次打至設(shè)計標高處停止沉樁，安插鋼板樁使用履帶吊通過振動錘將鋼板樁吊起，然后起吊使鋼板樁成垂直狀態(tài)，移向安插位置，插入業(yè)已就位的鋼板樁鎖口中。5.2.6.3操作要點（1）由施工技術(shù)負責(zé)人召集各工種、生產(chǎn)、技術(shù)、安全、質(zhì)量等相關(guān)人員對施工操作進行詳細的施工技術(shù)、安全交底。（2）為了保證鋼板樁線型順直。使用經(jīng)緯儀監(jiān)測鋼板樁沉樁過程垂直度偏差時，需嚴格控制測量儀器與正在沉樁施工區(qū)域的相對距離,避免因沉樁振動對測量儀器造成誤差，使得測量人員報出的偏差值誤導(dǎo)操作人員施工。（3）沉樁過程應(yīng)盡可能確保樁錘和樁處于同一軸線，避免產(chǎn)生偏心沉樁，沉樁過程應(yīng)加強觀察,并嚴格按照設(shè)計和技術(shù)規(guī)范要求控制停錘標準。（4)沉樁施工過程中，應(yīng)認真做好沉樁施工記錄，將實際沉樁情況與地質(zhì)資料相結(jié)合，遇到復(fù)雜地質(zhì)應(yīng)提前做好相關(guān)準備.（5）鋼板樁倒運吊裝時，在吊裝鋼板樁設(shè)置鋼絲扣或夾具的鎖口處放置膠皮墊,以防止鋼絲扣或夾具對鎖口產(chǎn)生破壞。(6)沉樁施工過程中，應(yīng)認真做好已沉鋼板樁的樁位觀測記錄及各種數(shù)據(jù)的收集和比較。（7）在堅實土地帶插鋼板樁時，可將樁尖截成一定角度,利其反力使已傾斜的鋼板樁逐步恢復(fù)正常。6．材料與設(shè)備6.1材料選擇板樁經(jīng)過裝卸、運輸后會出現(xiàn)撞傷、彎扭及鎖口變形,鋼板樁在組拼前先進行檢查，剔除鎖口破裂、扭曲、變形的鋼板樁，剔除鋼板樁表面因焊接鋼板等留下的殘渣瘤.鋼板樁鎖口應(yīng)以一塊長1.5～2。0m標準鋼板樁進行滑動檢查，凡鎖口不合應(yīng)進行修正合格后方能使用.工序檢查內(nèi)容方法執(zhí)行標準1、鋼板樁進場要有出廠合格證；檢查樁出樁運輸2、原材合格證件。廠合格證，樁質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計與進場驗3、鋼板樁在起吊時應(yīng)專人抽檢要求和規(guī)范規(guī)定收避免由于碰撞、磨擦等樁外觀質(zhì)原因造成變形和損傷.量6。2主要機具主要機具有履帶式起重機、振動打樁錘、螺旋鉆機、電焊機等.振動錘檢查。振動錘是打拔鋼板樁的關(guān)鍵設(shè)備，在打拔前一定要進行專門檢查，確保線路暢通，功能正常，夾板不能有太多磨損。7．質(zhì)量控制7。1主控項目（1）板樁的規(guī)格、質(zhì)量和鋼板樁防腐應(yīng)滿足設(shè)計要求。(2)沉樁后，鋼板樁不得出現(xiàn)不連鎖現(xiàn)象。(3）板樁的樁尖標高、和入土深度應(yīng)滿足設(shè)計要求.7。2一般項目（1）有防滲要求的鋼板樁墻鎖扣內(nèi)的填充材料和填充質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計要求.(2)鋼板樁沉樁的允許偏差序項目允許偏差（mm)檢驗數(shù)量單元檢驗方法號測點陸上水上設(shè)計標垂直于墻軸±50mm±100mm用經(jīng)緯儀1高處平線方向逐件檢查1和鋼尺測面位置主樁間距±20mm量取大值垂直于墻軸10線方向1用吊線測垂直度一般每隔10段2沿墻15量或用測（每米）板樁查1根軸線斜儀檢查方向主樁818．安全措施（1）嚴格按照標準和規(guī)范的要求對起重機械情況進行檢查驗收，隨時發(fā)現(xiàn)問題隨時整改。機械進場必須保證質(zhì)量好、安全性能可靠、有生產(chǎn)許可證單位生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，保證起重機械的安全性和可靠性,將安全隱患消滅在源頭，驗收合格后方可使用.（2)起重機械在使用過程中嚴格執(zhí)行有關(guān)標準、規(guī)范，定期檢查做好維護保養(yǎng)、及時修復(fù)存在的隱患部位，做到檢查、整改、驗收閉環(huán)管理.施工現(xiàn)場嚴格執(zhí)行國家和地方有關(guān)消防安全的法規(guī)、標準和規(guī)范，堅持“預(yù)防為主"的原則，現(xiàn)場3 火災(zāi) 的各類消防建筑材料應(yīng)整齊碼放，消防通道必須暢通，防止重大施工火災(zāi)事故的發(fā)生。機械加油時，嚴禁吸煙。施工現(xiàn)場增加消防設(shè)施,對工人宣傳安全知機械設(shè)備定期維修、保養(yǎng),加大檢查力度,實行操電能消耗作人負責(zé)制,嚴禁機械長時間未施工空轉(zhuǎn).10．效益分析10。1用料省、成本低冷彎鋼板樁截面尺寸選用空間較熱軋鋼板樁較大，可最大限度實現(xiàn)工程的經(jīng)濟性與合理性。本工程405米內(nèi)排鋼板樁,466米外排鋼板樁均選用冷彎鋼板樁為主體材料，如選用熱軋鋼板樁需增加鋼板樁工程量1904噸，比較統(tǒng)計詳見附1。10.2速度快、質(zhì)量好由于采取了松土、水沖等輔助措施，鋼板樁的沉樁阻力大大減小，沉樁速度和質(zhì)量得到了有效的保障。熱軋鋼板樁從訂貨至運至施工現(xiàn)場一般需3個月時間,冷彎鋼板樁生產(chǎn)周期較短貨源充足極大地保證了現(xiàn)場施工生產(chǎn).10.3工藝成熟、安全適用長螺旋鉆松土、水沖等輔助措施均為成熟的施工工藝,不存在大的安全隱患和危險源。11．應(yīng)用實例該工法在唐山德龍重工船務(wù)工程有限公司修船項目1#、2#修船塢圍堰工程中得到了較好的應(yīng)用，外排717根27米長鋼板樁已全部施工完畢，內(nèi)排62431米鋼板樁已施工完成550根，均滿足施工質(zhì)量要求。冷彎鋼板樁在房建、鐵路、公路、水運工程等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用空間和市場前景。附表1:工程量統(tǒng)計表冷彎鋼板工程量統(tǒng)計表工程部位截面模量圍堰工程冷彎鋼板樁選用規(guī)格施工根數(shù)截面模量設(shè)計要求量（米)（長X高)（cm/m)3內(nèi)排鋼板樁230040565X546242310外排鋼板樁230046665X547172310合計熱軋鋼板樁工程量統(tǒng)計表工程部位截面模量圍堰工程熱軋鋼板樁選用規(guī)格施