基本介紹
- 中文名：鋼板樁施工
- 外文名：Steel sheet pile construction
- 定義：用鋼板樁在施工過程中基坑支護
- 現象： 打板樁和已打入的鄰樁一起下沉
- 樁機：靜壓植樁機
定義,施工細節,施工流程,檢驗與矯正,導架安裝,機械選擇,板樁的打設,板樁的拔除,常見問題,滲漏和涌沙,鋼板樁側傾,共連,質量控制檢驗,
定義
鋼板樁施工是指在運用鋼板樁在施工的過程中達到基坑支護的作用的施工過程。鋼板樁施工在碼頭、貨場、護岸、山石、固定、防波堤、導流堤、浮標、船塢、水閘、引水管、地基、防滲牆、擋水牆等等永久性建築物，以及挖掘擋土牆，土沙崩潰防止板、臨時護岸、圍堰工程、封閉、臨時中心島等臨時性構築物等過程中經常被套用。國內的施工都由專業的施工企業來完成。
鋼板樁施工
鋼板樁施工施工細節
（1）樁在打入前應將樁尖處的凹槽口封閉，避免泥土擠入，鎖口應塗以黃油或其它油脂。對於年久失修，鎖口變形，鏽蝕嚴重的鋼板樁，應進行整修矯正，彎曲變形的樁，可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法進行矯正。
（2）打樁流水段的劃分。
（3）在打樁過程中。為保證鋼板樁的垂直度。用兩台經緯儀在兩個方向加以控制。
（4）開始打設的一、二塊鋼板樁的位置和方向應確保精確，以便起到導向樣板作用，故每打入1m應測量一次，打至預定深度後立即用鋼筋或鋼板與圍檁支架電焊作臨時固定。
施工流程
檢驗與矯正
用於基坑支護的鋼板樁，進行外觀表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、平直度和鎖口形狀等檢驗、對樁上影響核打設的焊接件割除（有割孔、斷面缺損應補強）。有嚴重鏽蝕，量測斷面實際厚度，予以折減。
矯正方法有：
（1）表面缺陷矯正
先清洗缺陷附近表面的鏽蝕和油污，然後用焊接修補方法補平，再用砂輪磨平。
（2）端部矩形比矯正
用氧乙炔切割樁端，使其與軸線保持垂直，然後再用砂輪對切割面進行磨平修復。當修整量不大時，直接用砂輪進行修理。
（3）樁體撓曲矯正
腹向彎曲矯正，是將鋼板樁彎曲段的兩端固定在支承點上，用設在龍門式頂梁架上的千斤頂在鋼板樁凸處進行冷彎矯正；側向彎曲矯正在專門的矯正平台上，將鋼板樁彎曲段兩端固定在矯正平台支座上，在鋼板樁彎曲段側面矯正平台上間隔一定距離設定千斤頂，用千斤頂頂壓鋼板樁凸處進行冷彎矯正。
（4）樁體扭曲矯正
視扭曲情況，可採用（3）中的方法矯正。
（5）樁體截面局部變形矯正
局部變形處用千斤頂頂壓、大錘敲擊與氧乙炔焰熱烘結合方法進行矯正。
（6）鎖口變形矯正
用標準鋼板樁作為鎖口整形胎具，採用慢速卷揚機牽拉調整處理或用氧乙炔焰熱烘和大錘敲擊胎具推進方法進行調直處理。
導架安裝
導架由導梁和圍檁樁等組成，在平面上分單面和雙面；高度上分單層和雙層。本工程採用單層雙面導架。圍檁樁間距2.5～3.5m，雙面圍檁之間間距比板樁牆厚度大8～15㎜。
導架位置不能與鋼板樁相碰。圍檁樁不能隨鋼板樁打設而下沉或變形。導梁的高度適宜，要有利於控制鋼板樁的施工高度和提高工效，用經緯儀和水平儀控制導梁位置和高度。
機械選擇
用振動錘打設鋼板樁。在樁錘和鋼板樁之間設樁帽，以使衝擊均勻分布，保證樁頂免遭損壞。
板樁的打設
為保證鋼板樁打設精度採用屏風式打入法。先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕錘擊。在打樁過程中，為保證垂直度，用兩台經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心平面位移，在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。同時在圍檁上預先算出每塊板塊的位置，以便隨時檢查校正。
鋼板樁分幾次打入，第一次由20m高打至15m，第二次打至10m，第三次打至導梁高度，待導架拆除後第四次才打至設計標高。打樁時，開始打設第一、二塊鋼板的打入位置和方向要確保精度，每打入1m測量一次。
（1）要求
①鋼板樁適用於埋深較淺的支護結構。
②鋼板樁沉樁適用粘性土、砂土、淤泥等軟弱地層。
③鋼板樁沉樁施工先試樁，試樁數量不小於10根。
④鋼板樁放線施工，樁頭就位必須正確、垂直、沉樁過程中，隨時檢測，發現問題，及時處理。沉樁容許偏差：平面位置縱向100㎜，橫向為-50㎜～0㎜；垂直度為5。
⑤沉樁施前必須平整清除地下、地面及高空障礙物，需保留的地下管線應挖露出來，加以保護。
⑥基坑開挖後鋼板樁垂直平順，無嚴重扭曲、傾斜和劈裂現象，鎖口連線嚴密。
⑦基坑土方和結構施工期間，對基坑圍岩和支護系統進行動態觀測。發現問題，及時處理。
（2）衝擊沉樁
①衝擊沉樁根據沉樁數量和施工條件選用沉樁機械，按技術性能要求操作和施工。
②鋼樁使用前先檢查，不符合要求的應修整。鋼樁上端補強板後鑽設吊板裝孔。鋼板樁鎖口內塗油，下端用易拆物塞緊，並用2m標準進行通過試驗。
③工字鋼樁單根沉沒，鋼板樁採用圍檁法沉沒，以保證牆面的垂直、平順。
④鋼板樁圍檁支架的圍檁樁必須垂直、圍檁水平，設定位置正確、牢固可靠。圍檁支架高度在地面以上不小於5m；最下層圍檁距地面不大於50㎝；圍檁間淨距比2根鋼板樁組合寬度大8-15㎜。
⑤鋼板樁以10-20根為一段。逐根插圍檁後，先打入兩端的定位樁，再以2-4根為一組，採取階梯躍式打入各組的樁。
⑥鋼板樁圍檁在轉角處兩樁牆各10根樁位軸線內調整後合攏，不能閉合時，該處兩樁可搭接，背後要進行防水處理。
⑦沉樁前先將鋼樁立直並固定在樁錘的樁帽卡口內，然後拉起樁錘擊打工字鋼樁垂直就位或鋼板樁鎖口插入相鄰樁鎖口內，先打2-3次空錘，再輕輕錘擊使樁穩定，檢查樁位和垂直度無誤後，方可沉樁。
⑧沉樁過程中，隨時檢測樁的垂直度並校正。鋼樁沉設貫入度每擊20次不小於10㎜，否則停機檢查，採取措施。
⑨沉樁過程中，發現打樁機導向架的中心線偏斜時必須及時調整。
（3）振動沉樁
①振動錘振動頻率大於鋼樁的自振頻率。振樁前，振動錘的樁夾應夾緊鋼樁上端，並使振動錘與鋼樁重心在同一直線上。
②振動錘夾緊鋼樁吊起，使工字鋼樁垂直就位或鋼板樁鎖口插入相鄰樁鎖口內，待樁穩定、位置正確並垂直後，再振動下沉。鋼樁每下沉1～2㎜左右，停振檢測樁的垂直度，發現偏差，及時糾正。
③振動沉沒鋼板樁試樁數量不小於10根。
④沉樁中鋼樁下沉速度突然減小，應停止沉樁，並鋼樁向上拔起0.6～1.0m，然後重新快速下沉，如仍不能下沉，採取其他措施。
（4）靜力壓樁
①壓樁機壓樁時，樁帽與樁身的中心線必須重合。
②壓樁過程中隨時檢查樁身的垂直度，初壓過程中，發現樁身位移、傾斜和壓入過程中樁身突然傾斜及設備達到額定壓力而持續20min，仍不能下沉時，及時採取措施。
（5）靜壓植樁機
①初期壓入
②鋼板樁壓入
③可在標準貫入試驗N值500以內的地質條件下施工，包括卵石、孤石、岩層等。
打樁注意事項 ：
1）導向樁打好之後，以槽鋼焊接牢固，確保導向樁不晃動，以便打樁時提高精確度；
2）線樁插打，鋼板樁起吊後人力將樁插入鎖口，動作緩慢，防止損壞鎖口，插入後可稍松吊繩，使樁憑自重滑入；
3）鋼板樁振動插打到小於設計標高20~40cm時，小心施工，防止超深發生。
板樁的拔除
基坑回填土時，拔出鋼板樁，修整後重複使用。拔除前要注意鋼板樁的拔除順序、時間及樁孔處理方法。
拔樁時會產生一定振動，如拔樁再帶土過多引起土體位移、地面沉降，給已施工的地下結構帶來危害，影響鄰近建築物、道路和地下管線的正常使用。拔除鋼板樁採用振動錘與起重機共同排除。後者用於振動錘拔不出的鋼板樁，在鋼板樁上設吊架，起重機在振動錘振拔的同時向上引拔。
振動錘產生強迫振動，破壞板樁與周圍土體間的粘結力，依靠附加的起吊力克服拔樁阻力將樁拔出。拔樁時，先用振動錘將鎖口振活以減小與土的粘結，然後邊振邊拔。較難拔的樁，可選用柴油錘先振打，然後再與振動錘交替進行振打和振拔。為及時回填樁孔，當將樁拔至比基礎底板略高時，暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘讓土孔填實。
拔樁產生的樁孔，可用振動法、擠實法和填入法，及時回填以減少對鄰近建築物等的影響。
（1）拔樁施工具備：沉樁平面布置竣工圖；沉樁記錄；地下管線恢復竣工圖及樁位附近原有管線分布圖。
（2）拔樁前拆除、改移高空障礙物，平整夯實作業場地。修築臨時運輸道路，架設動力及照明線路，清除樁頭附近堆土，檢修機械設備，擬定施工方案。
（3）拔樁選用振動拔樁機、吊車配合，並符合下列規定：
①拔樁前用拔樁機卡頭卡緊樁頭，使起拔線與樁中心線重合；
②拔樁開始略松吊鉤，當振動機振1-1.5min後，隨振幅加大拉緊吊鉤，並緩慢提升；
③鋼板樁起到可用吊車直接吊起時，停振。鋼板樁同時振起幾根時，用落錘打散；
④振出的鋼樁及時吊出，起吊點必須在樁長1/3以上部位；
⑤拔樁過程中，隨時觀察吊機尾部翹起情況，防止傾覆；
⑥鋼板樁逐根試拔，易拔樁先拔出。起拔時用落錘向下振動少許，待鎖口鬆動後再起拔；
⑦鋼板拔出後樁孔及時用砂填實。
（4）拔樁中，操作方法正確、拔樁機振幅達到最大負荷、振動30min時仍不能拔起時，停止振動，採取其他措施。
（5）在地下管線附近拔樁時，必須地管線進行保護，機械不得在上面作業。
（6）拔出的鋼樁進行修整，並用冷彎法調直後待用。
拔樁注意事項：
1）為防止將臨近鋼板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的槽鋼逐根割斷；
2）拔出的鋼板樁應及時清除土砂，塗以油脂。變形較大的鋼板樁需調直，完整的鋼板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上；
3）將鋼板樁用振動錘再復打一次，可克服土的黏附力；
4）按與打板樁順序相反的次序
常見問題
滲漏和涌沙
1）現象：基坑挖土過半時，發現鋼板樁滲漏，主要在接縫處和轉角處，有的地方還涌沙。
2）原因分析：
A. 拉森鋼板樁舊樁較多，使用前未進行校正修理或檢修不徹底，鎖水處咬合不好，以致接縫處易漏水。 B. 轉角處為實現封閉合龍，應有特殊形式的轉角樁，這種轉角樁要經過切斷焊接工序，可能會產生變形。 C. 打設拉森鋼板樁時，兩塊板樁的鎖口可能插對不嚴密，不符合要求。
D. 拉森鋼板樁的垂直度不符合要求，導致鎖口漏水。
3）預防措施：
舊鋼板樁在打設前需進行矯正。矯正要在平台上進行，對彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法矯正。做好圍檁支架，以保證鋼板樁垂直打入和打入後的鋼板樁牆面平直。防止鋼板樁鎖口中心線位移，可在打樁行進方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。由於鋼板樁打入時傾斜，且鎖結合處有空隙，封閉合龍比較困難，解決的辦法一是用異形板樁（此法較困難）；二是採用軸線封閉法（此法較為方便）。
鋼板樁側傾
1）現象: 採用鋼板樁開挖土方的挖土機及運土車輛設在地面鋼板樁側，開挖不久即發現鋼板樁頂側傾，坑底土隆起，地面裂縫並下沉。
2）原因分析:
A. 這些鋼板樁施工都在軟土地區，設計的嵌固深度不夠，因而樁後地面下沉，坑底土隆起是管涌的表現。
B. 在挖土作業時由於挖土機及運土車在鋼板樁側，增加了土的地面荷載，導致樁頂側移。
3）防治措施:
鋼板樁嵌固深度必須由計算確定，按《建築基坑支護技術規程》（JGJ 120—1999）規定執行。挖土機及運土車不得在基坑邊作業，如必須施工，則應將該項荷載計入設計中，以增加樁的嵌固深度。一般拉森樁施工時，壓密注漿配合，四周有鋼板樁支護，基底水壓較大，為更好地防水，基底做壓密注漿，其厚度按土質而定。另外鋼板樁支護轉角處連線不夠緊密，宜發生流砂現象，故需進行壓密注漿，如注漿數量為3～4根。如地下水位較高時需進行輕型井點降水配合。
共連
1）現象: 打板樁時和已打入的鄰樁跟著一起下沉。
2）原因分析:
鋼板樁傾斜彎曲，使槽口阻力增加，常會使鄰樁超深。
3）防治措施:
1.發生板樁傾斜及時糾正；
2.把發生共連的樁和其他已打好的樁，一塊或數塊用角鋼電焊臨時固定。
質量控制檢驗
1. 鋼板樁的質量必須符合設計要求和出廠技術標準。重複使用的鋼板樁應符合下表要求：
序 | 檢查項目 | 允許偏差或允許值 | 檢查方法 | |
單位 | 數值 | |||
1 | 樁垂直度 | % | <1 | 用鋼尺量 |
2 | 樁身彎曲度 | <2%l | 用鋼尺量，l為樁長 | |
3 | 齒槽平直度 | 無點焊渣或毛刺 | 用1m長的樁段做通過試驗 | |
4 | 樁長度 | 不小於設計長度 | 用鋼尺量 | |
2. 打（壓）鋼板樁的標高及樁的接頭節點處理必須符合設計要求和施工規範的規定。
3. 鋼板樁支護結構的安裝於拆除必須符合設計要求，並同基坑支護結構的設計計算工況相一致。
4. 鋼板樁支護的設定、垂直度、標高必須符合設計要求。樁位偏差、軸線和垂直軸線方向均不宜超過50mm；垂直度偏差不宜大於0.5%；標高偏差不大於±30mm，且支護必須緊貼土壁。
