淺水位棧道木樁施工工法

《淺水位棧道木樁施工工法》是福州第七建築工程有限公司、福州建工（集團）總公司完成的建築類施工工法，作者是張孝松、林元明與劉越生，該工法由福州第七建築工程有限公司2008年在“福州西湖環湖路福建會堂至左海段景觀工程”水上木棧道中首次套用。適用範圍是：水深0.5~2.5米，—般成型的打樁船無法進入的湖（池、河）水的施工環境，樁端持力層較為堅硬的粉黏土層或殘積土層。

《淺水位棧道木樁施工工法》其主要的工法特點是：施工的木樁單樁承載力較普通的水上挖泥船的液壓斗進行壓樁作業或人工作業有明顯提高。較水上挖泥船的液壓斗進行壓樁作業具有施工周期短（平均20分鐘打一根樁），經濟合理，可降低工程造價，且施工場地不存在泥漿污染的優點。

2011年9月，《淺水位棧道木樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：淺水位棧道木樁施工工法
• 完成單位：福州第七建築工程有限公司、福州建工（集團）總公司
• 完成人：張孝松、林元明、劉越生
• 套用實例：福州西湖環湖路福建會堂至左海段景觀工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
• 工法編號：GJEJGF002—2010、RJGF（閩）-34-2010

形成原因

《淺水位棧道木樁施工工法》形成原因是：隨著園林景觀工程的增多，園林、公園中水上木棧道的木樁施工隨之增多。然而，園林、公園中的池水或湖水水深大都非常淺，平均水深在0.7~2.5米之間，一般木樁截面大（邊長或圓徑200~300毫米），單節樁自重達300~500千克，而施工現場吃水淺不適合通常的水上打樁船進場施工，這就造成對水上木棧道木樁施工的困難。在福州西湖千米木棧道工程前，福州市尚無此類工程的施工經驗。我們曾考察過其他城市類似木棧橋，其壓樁方法有的採用水上挖泥船的液壓斗進行壓樁作業，有的採用原始的人工錘擊壓樁，發現這些方法對樁身垂直度及壓樁力都無法得到有效控制。公司通過綜合考察及福州西湖千米木棧道的施工實踐，針對淺水位條件下木樁的施工方進行研究，形成了淺水位條件下水上木樁施工工法，並總結形成《淺水位棧道木樁施工工法》。

工法特點

《淺水位棧道木樁施工工法》施工的木樁單樁承載力較普通的水上挖泥船的液壓斗進行壓樁作業或人工作業有明顯提高。因為樁按承載性狀分類，屬以磨擦力為主的端承磨擦樁，它不但樁側摩阻力大（樁周面積大）。同時，在沉管過程中，由於重錘產生巨大的衝擊能對土層的強夯作用，使持力層變形模量值大大提高。一般單樁設計承載力標準值能達到3000~4500千牛。

《淺水位棧道木樁施工工法》較水上挖泥船的液壓斗進行壓樁作業具有施工周期短（平均20分鐘打一根樁），經濟合理，可降低工程造價，且施工場地不存在泥漿污染的優點。樁身質量能得到充分保證。因為利用重錘垂直施打木樁，其樁身垂直度與其他方法對比有很大的提高。

操作原理

適用範圍

《淺水位棧道木樁施工工法》適用於水深0.5~2.5米，—般成型的打樁船無法進入的湖（池、河）水的施工環境，樁端持力層較為堅硬的粉黏土層或殘積土層。

技術理論

《淺水位棧道木樁施工工法》工藝原理是採用配重平衡的浮（船）體在淺水位（水深可淺至50厘米）作為施工平台進行打樁作業，通過浮（船）體上的主卷揚機提升重錘，到達高度後松錘，讓其在垂直的導槽內垂直落下對木樁產生衝擊力，克服樁身與土體的摩擦力、端承力，打入木樁，達到貫入度標準後實現打樁作業，達到設計要求的樁端豎向承載力並實現木樁的垂直度控制。

工藝流程

《淺水位棧道木樁施工工法》淺水位水上木樁施工工藝流程如下：施工準備——木樁加工與運輸——固定打樁船——吊樁就位——錘擊首節沉樁——接樁——錘擊沉樁——終樁——截樁。

• 施工準備

1. 調查湖（池）底和鄰近區域內有無影響施工的地下管線、地下構築物、設備等，並採取預防措施。

2. 施工前，做好湖（池）底平整工作，應預先進行查探，挖除樁位處的大的舊基礎、石塊、廢鐵塊等障礙物。

3. 根據建設方提供的測量基準點，用全站儀和鋼捲尺引測樁基軸線。軸線坐標及標高水準點應設在不受施工影響的地方，並在施工中經常複測。軸線和樁位放樣應經覆核無誤後才能施工。

4. 正式施工前應進行試打樁，以了解地層對施工的影響和確定樁端持力層貫入度與收錘標準。收錘標準由設計院、建設方、施工方和監理在現場確定，並形成試樁紀要以指導工程施工。

• 木樁加工與運輸

木樁尖加工成錐型，並裝船。木樁如圖5.2.2所示。

圖5.2.2

固定打樁船

待打樁船導桿對準樁中心位時就可固定打樁船。簡潔的方法是用4個船工在船體的四周角點，用撐槁釘入土體以固定，只有當這根樁壓樁結束後才可拔除。

吊樁就位

1. 採用打樁船上的副卷揚機將木樁吊起，並令其垂直對準樁位中心。將木樁套上的樁帽，並加好緩衝墊材，解除吊鉤木樁徐徐松下，檢查並使樁錘、樁帽與樁三者處於同一軸線上，且垂直插入水下表土中。

2. 在擬打樁的側面或樁架上設定標尺，以控制貫入度。採用樁錘在木樁上低錘輕擊，使木樁入土一定的深度，以調整固定木樁的垂直度。

錘擊首節沉樁

1. 起錘1米輕壓或錘擊，使樁保持垂直插入表土約50厘米。固定樁身後，即可正式沉樁。

2. 施工順序原則上橫向多排樁的由湖岸往湖心退打，縱向由一個方向向另一方向依次施打，不允許跳打，以保證鄰樁樁身不被碰撞，影響質量。

3. 施工員要認真填寫打樁各項記錄，施工記錄應包括每米錘擊數和最後1米的錘擊數，必須準確記錄最後三陣，每陣10擊的貫入度及落錘高度。

4. 沉樁過程中若發現木樁未達設計樁長且反彈嚴重，往往是樁尖遇到了孤石，應將情況提請有關部門研究。

接樁

1. 當沉樁接近打樁船體操作平台，即可停打。用同樣方法吊起上節樁，與下節樁對正後，進行接樁。

2. 接樁採用8厚雙面熱浸鋅鋼板如圖5.2.6（a ）所示，ф12熱浸鋅螺栓對夾木樁進行接樁。接樁大樣如圖5.2.6（b ）所示。

圖5.2.6

錘擊沉樁

接樁完畢後，應進行隱蔽驗收，驗收合格，即可進行打樁作業，工藝同5.2.5。

終樁

1. 沉樁收錘應由施工單位代表、建設方代表、監理工程師在現場按下列要求確定：

1） 最後三陣，每陣10擊的貫入度應在規定落錘高度條件下符合試樁紀要規定的收錘標準。

2） 達到設計要求的持力層。

3） 樁頂標高應大於設計標高。

4） 若遇異常情況應報設計單位會同處理。

2. 移機：打樁結束後，船工鬆開撐槁，退出樁位，移至新樁位。

• 截樁

每流水段施工結束後，由測量員統一測設樁頂標高，並逐一在木樁上進行標記，用鋸木電鋸進行切割。嚴禁用斧鑿、砍。

• 勞動組織

水上浮體錘擊木樁施工人員勞動組織：每台班10人組成，其中：

1. 指揮1名。負責樁的起吊及餵樁，調整插樁時樁的垂直度（在兩台經緯儀的配合下），並指揮打樁船移位及樁的定位，及時組織力量排除施工中出現的故障。

2. 樁機司機1名。負責樁機的操作及日常維修保養，正確操縱機械進行樁的定位，調整樁的垂直度，壓樁。在指揮下，正確進行樁的起吊、運輸及餵樁。

3. 電工1名。負責現場全套施工機械電器設備的安裝及其安全使用。

4. 吊樁及接樁工2名。在指揮下，負責樁的起吊運輸及餵樁，並配合樁機司機進行樁的定位，上下節樁的接樁。

5. 施工員1名。負責樁基的定位及校正樁的垂直度，根據試樁標準進行壓樁施工，施工中及時作好各種原始記錄，並及時解決施工中出現的技術問題。

6.船工4名。負責打樁船的移位、定點。

材料設備

《淺水位棧道木樁施工工法》所需機具設備如下表。

序號	機具名稱	型號、規格	數量	備 注
1	樁錘	300千克	1台	鐵圓柱體（導桿從中穿過）
2	水上船體，樁架	/	1台	如圖6所示
3	卷揚機	JM	1台	樁的起吊、運輸及餵樁
4	卷揚機	JKL	1台	提升樁錘
5	發電機	FX30GF	1套	隨船提供電力
6	經緯儀	J2	2台	定樁位、校正樁垂直度
7	水準儀	DS3	1台	測定高程及控制樁頂標高
8	導桿	35毫米	1根	根據木樁長度選定其長度

圖6

質量控制

《淺水位棧道木樁施工工法》執行以下標準：

1. 《建築樁基技術規範》JGJ/T94-20080

2. 《木結構工程施工質量驗收規範》GB50206-2002。

3. 《樁基檢測技術規範》JGJ106-2003。

4. 《地基與基礎工程施工及驗收規範》GB50202-2002o

5. 其他有關規範、標準和設計圖紙的要求。

成樁允許偏差應符合下列規定：

1. 樁位偏差：樁位偏差依據木樁的規格尺寸由設計單位具體確定，一般不得大於上部橫樑的短邊尺寸。

2. 垂直度：允許偏差小於1%。

質量保證措施：正式施工前，組織設計、監理、甲方、施工單位有關人員到現場做1~2根試打樁的試驗，根據試驗的實際情況，指導和確定施工的技術參數，並向施工作業班組進行技術交底。將木樁垂直對準樁位中心，緩緩放下插入表土中，待樁位置及垂直度校正後即可將錘連同樁帽壓在樁上，同時應在樁的側面或樁架上設定標尺，並做好記錄方可擊樁。沉樁時套用適用樁頭尺寸的樁帽和彈性襯墊，發現損壞應及時修整或更換。以緩和打樁時的衝擊和打樁應力均勻分布，延長撞擊的持續時間以利樁的貫入。

沉樁過程中，要經常注意樁身有無位移和傾斜現象，如發現問題及時糾正。樁將沉至要求深度或到達硬土層時，應控制好落錘高度，以免打爛木樁頭。沉樁過程中做好施工記錄，至接近設計要求時，即可對貫入度或入土標高進行觀測，至達到設計要求為止。打樁過程中出現貫入度突然劇變，則可能木樁已穿過硬土進入軟土層，或碰到孤石，此時應對照地質資料進行檢查。若穿過硬層進入軟土層，則繼續施打；若樁打不下去，樁錘嚴重回跳，可淺水位棧道木樁施工工法能是樁尖頂到孤石，這時應減小樁錘落距，慢慢下打，待樁尖穿過障礙後再加大落距。如無法穿過障礙則應請潛水員進行清障，有困難的應報設計單位會同研究處理。錘擊不宜偏心，開始落距要小。對於不同的持力層，貫入度標準與單樁極限承載力的對應，應分別試驗（試樁）後確定（單樁極限承載力的確定可採用打樁船的樁錘用“大應變”的試驗方法予以確定）。

安全措施

《淺水位棧道木樁施工工法》安全措施是：施工人員必須經過技術培訓，並取得合格後方可安排上崗操作。施工中要經常對操作人員進行安全教育，使施工人員樹立安全第一的思想。進入施工現場人員必須戴安全帽，穿工作鞋（上船工作不準穿硬度鞋），在作業時必須穿救身衣，對樁接樁爬上樁架時必須戴安全帶。

各種設備轉動外露部分均應設定安全防護罩。開工前各崗位操作人員必須檢查設備完好情況，特別要定期對樁架進行檢查，確認樁機性能良好才能使用。移動樁機時要確保樁架與高壓電線等障礙物有足夠的安全距離，並設專人負責監護收放隨機電纜線。遇有六級以上強風、濃霧等惡劣氣候，不得進行水上作業。應停止施工並下錨固定打樁船，並用攬風繩固定樁架，以免打樁船體傾覆。

起吊木樁時卷場機司機、指揮員必須檢查施工現場人員所在位置是否安全。現場沒有指揮人員時嚴禁擅自進行吊裝。水上作業平台周邊，必須設定防護欄桿，如設定防護欄桿有困難的，工人作業必須系安全帶，設定警示圈。乘坐交通船在水上作業的人員必須穿戴救生衣，各施工作業點和交通船上必須有足夠的救生設備和救生衣。應做好水上安全作業應急預案。其他安全生產規定參照樁基有關施工規程。

環保措施

《淺水位棧道木樁施工工法》環保措施是：施工期間的主要污染源為施工中產生輕微噪聲。嚴格執行《建築施工場界噪聲限值》GB12523，控制和降低施工機械和運輸車輛造成的噪聲污染。合理安排作業時間，儘可能將作業安排在白天施工，避免夜間施工，使施工噪聲對周圍環境影響減少到最低程度。

效益分析

社會效益

1.《淺水位棧道木樁施工工法》具有單樁承載力高、樁身垂直度高的特點，樁身質量得到充分保證。且在施工中基本不產生污染源，是非常環保的一種施工方法，且能耗低效率高。

2.《淺水位棧道木樁施工工法》由於質量穩定可靠，所施工的木棧道的使用壽命周期大為提高，既能減少資源消耗又延長自然資源的使用，為此具有廣泛的社會效益。

經濟效益

《淺水位棧道木樁施工工法》打樁質量穩定，且採用《淺水位棧道木樁施工工法》施工可以擠開小粒徑的塊石，不用因此頻繁地調整樁位，或下水清障，節約了工期與成本。施工進度有明顯提高：對比人工成樁（或挖泥船壓樁）15~20根/天，《淺水位棧道木樁施工工法》施工效率提高到30~35根/天。工效提高約2~3倍，從而節約了費用。以福州市西湖公園環湖木棧道工程1500根樁為例，由於工效提高，結算可以節省544911元施工費用。

註：以上施工費用均以2009~2010年施工材料價格計算。

套用實例

《淺水位棧道木樁施工工法》套用實例：

福州市西湖公園環湖木棧道工程、福州左海公園景觀改造工程水上木棧道，工程質量滿足規範要求。下面以福州市西湖公園環湖木棧道工程為實例。

• 工程概況

福州市西湖公園環湖木棧道工程由福州市西湖公園管理處籌資興建，工程位於福州市西湖公園。該項目內容主要包括：木棧道長約1000平方米，3000平方米，工程造價約1000萬，為福州市第一條水上木棧道，是福州市重點工程之一。該工程由福州市政府投資建設，福州市規劃設計研究院設計，由福州第七建築工程有限公司施工。該工程契約工期短，施工緊張，特別是在西湖水上淺水位打木樁，施工難度大，無可借鑑的成熟經驗：由於福州西湖常水位至湖底高度只有0.7~2.0米之間；工程樁採用203毫米x203毫米方形進口南方松木，約1500根樁，施工現場吃水淺且工程樁採用松木，不適合通常的水上打樁船進場施工。

• 施工情況

經過攻關，採用“淺水位水上木樁施工工法”進行打樁作業，成功解決了西湖淺水位打樁的難題，為類似環境的打樁作業提供了一種實用的施工方法，並與“福建建築科學研究院”配合利用打樁浮體本身的樁錘採用“大應變”試驗方法進行單樁極限承載力的測定，既經濟又快捷。經過檢測，所抽檢的樁其單樁極限承載力全部大於到設計要求的40千牛。樁身垂直度合格率大於98%，取得了滿意的效果。

在施工中開展QC活動，其成果分別獲得2009年福州市、福建省工程質量協會一等獎、中國建築業協會優秀獎、全國質量協會及中國科學技術協會等五部委聯合授予的優秀獎。

• 工程評價

福州西湖木棧道的施工取得良好效果，通過《淺水位棧道木樁施工工法》的實踐，為這類工程提供了一種成熟可靠的施工方法，單樁承載力及樁垂直度都達到或超過了設計要求，且施工工期快，可廣泛適用於園林、公園中水上木棧道工程。

註：以上施工費用均以2009~2010年施工材料價格計算。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009~2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《淺水位棧道木樁施工工法》被評定為2009~2010年度國家二級工法。