超長(zhǎng)冷彎鋼板樁施工工法

超長(zhǎng)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(xiàng)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(jī)組加工而成。其生產(chǎn)成本較低而價(jià)格便宜，定尺控制也更靈活?？筛鶕?jù)工程實(shí)際情況，選取最經(jīng)濟(jì)、合理的截面，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)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(qiáng)度級(jí)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(xiàng)目部在唐山德龍重工船務(wù)工程有限公司修船項(xiàng)目1＃、2＃修船塢圍堰工程中，采用長(zhǎng)螺旋鉆松土結(jié)合水沖法的施工方案進(jìn)行27米、31米長(zhǎng)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(jì)效益和社會(huì)效益.2．工法的特點(diǎn)（1)沉樁速度快、質(zhì)量好,可有效防止鋼板樁在沉樁過(guò)程中發(fā)生扭曲；（2）施工工藝成熟，操作簡(jiǎn)單，便于施工組織；（3）解決了冷彎鋼板樁由于長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的施工難題，擴(kuò)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(zhǎng)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(hù)岸、擋土墻、船塢、建橋圍堰以及建筑基坑支護(hù)等工程.4．工藝原理本工法主要是利用長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)打樁錘沉樁，使樁周?chē)馏w因振動(dòng)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化，降低了強(qiáng)度或產(chǎn)生液化，同時(shí)利用水流沖刷加速土體液化從而達(dá)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(diǎn)5。1鋼板樁工流程測(cè)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(jì)標(biāo)高→拆拔導(dǎo)向圍檁、圍檁支樁→進(jìn)行下一段鋼板樁的施工5。2操作要點(diǎn)5。2。1施工準(zhǔn)備5.2.1.1技術(shù)準(zhǔn)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(jī)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(dòng)錘、汽油錘、振動(dòng)錘皆可，較長(zhǎng)的冷彎鋼板樁適用采用振動(dòng)錘進(jìn)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(lái)進(jìn)行選擇。對(duì)砂土AS=(0。8N+L)1/2(mm）對(duì)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(jī),主要從吊高和吊重兩方面進(jìn)行綜合考慮。5。2.2松土施工5。2。2。1長(zhǎng)螺旋鉆孔施工工藝流程圖測(cè)量放線鉆機(jī)就位鉆進(jìn)至松土深度停鉆均勻拔鉆至地面鉆機(jī)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(diǎn)（1）鉆機(jī)就位：鉆機(jī)就位后，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保松土垂直度容許偏差不大于1％?，F(xiàn)場(chǎng)控制采用在鉆架上掛垂球的方法測(cè)量該孔的垂直度,也可采用鉆機(jī)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(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位對(duì)中及垂直度檢查。滿足要求后，方可開(kāi)鉆。（2）鉆進(jìn)成孔:鉆孔開(kāi)始時(shí)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸地時(shí),啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)，先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記,成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。（3)淤泥清理：成孔過(guò)程中,鉆桿會(huì)將淤泥帶到地上,鉆機(jī)移位后用裝載機(jī)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)高壓泵，水泵揚(yáng)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(gè)/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(jìn)行加焊鋼板橫肋。肋板材料采用厚度為1cm鋼板，寬度為6cm，長(zhǎng)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(jì)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(zhǎng)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(shí)在施工導(dǎo)梁上設(shè)置一個(gè)限位框架,大小比鋼板樁每邊放大1cm，插打時(shí)鋼板樁背緊靠施工導(dǎo)梁,邊插打邊將起重機(jī)吊鉤緩緩下放。插打過(guò)程中，在互相垂直的兩個(gè)方向采用全站儀進(jìn)行觀測(cè)，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(jì)標(biāo)高處停止沉樁，安插鋼板樁使用履帶吊通過(guò)振動(dòng)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(diǎn)（1）由施工技術(shù)負(fù)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(duì)施工操作進(jìn)行詳細(xì)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(cè)鋼板樁沉樁過(guò)程垂直度偏差時(shí)，需嚴(yán)格控制測(cè)量?jī)x器與正在沉樁施工區(qū)域的相對(duì)距離,避免因沉樁振動(dòng)對(duì)測(cè)量?jī)x器造成誤差，使得測(cè)量人員報(bào)出的偏差值誤導(dǎo)操作人員施工。（3）沉樁過(guò)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(guò)程應(yīng)加強(qiáng)觀察,并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范要求控制停錘標(biāo)準(zhǔn)。（4)沉樁施工過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真做好沉樁施工記錄，將實(shí)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(zhǔn)備.（5）鋼板樁倒運(yùn)吊裝時(shí)，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(duì)鎖口產(chǎn)生破壞。(6)沉樁施工過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真做好已沉鋼板樁的樁位觀測(cè)記錄及各種數(shù)據(jù)的收集和比較。（7）在堅(jiān)實(shí)土地帶插鋼板樁時(shí)，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(guò)裝卸、運(yùn)輸后會(huì)出現(xiàn)撞傷、彎扭及鎖口變形,鋼板樁在組拼前先進(jìn)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?jiān)?鋼板樁鎖口應(yīng)以一塊長(zhǎng)1.5～2。0m標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁進(jìn)行滑動(dòng)檢查，凡鎖口不合應(yīng)進(jìn)行修正合格后方能使用.工序檢查內(nèi)容方法執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1、鋼板樁進(jìn)場(chǎng)要有出廠合格證；檢查樁出樁運(yùn)輸2、原材合格證件。廠合格證，樁質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)與進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)3、鋼板樁在起吊時(shí)應(yīng)專(zhuān)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(jī)具主要機(jī)具有履帶式起重機(jī)、振動(dòng)打樁錘、螺旋鉆機(jī)、電焊機(jī)等.振動(dòng)錘檢查。振動(dòng)錘是打拔鋼板樁的關(guān)鍵設(shè)備，在打拔前一定要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)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(xiàng)目（1）板樁的規(guī)格、質(zhì)量和鋼板樁防腐應(yīng)滿足設(shè)計(jì)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(biāo)高、和入土深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求.7。2一般項(xiàng)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(jì)要求.(2)鋼板樁沉樁的允許偏差序項(xiàng)目允許偏差（mm)檢驗(yàn)數(shù)量單元檢驗(yàn)方法號(hào)測(cè)點(diǎn)陸上水上設(shè)計(jì)標(biāo)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(cè)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(cè)垂直度一般每隔10段2沿墻15量或用測(cè)（每米）板樁查1根軸線斜儀檢查方向主樁818．安全措施（1）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求對(duì)起重機(jī)械情況進(jìn)行檢查驗(yàn)收，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)整改。機(jī)械進(jìn)場(chǎng)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(jī)械的安全性和可靠性,將安全隱患消滅在源頭，驗(yàn)收合格后方可使用.（2)起重機(jī)械在使用過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，定期檢查做好維護(hù)保養(yǎng)、及時(shí)修復(fù)存在的隱患部位，做到檢查、整改、驗(yàn)收閉環(huán)管理.施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地方有關(guān)消防安全的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，堅(jiān)持“預(yù)防為主"的原則，現(xiàn)場(chǎng)3 火災(zāi) 的各類(lèi)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(jī)械加油時(shí)，嚴(yán)禁吸煙。施工現(xiàn)場(chǎng)增加消防設(shè)施,對(duì)工人宣傳安全知機(jī)械設(shè)備定期維修、保養(yǎng),加大檢查力度,實(shí)行操電能消耗作人負(fù)責(zé)制,嚴(yán)禁機(jī)械長(zhǎng)時(shí)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(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)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(jì)詳見(jiàn)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(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)一般需3個(gè)月時(shí)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(chǎng)施工生產(chǎn).10.3工藝成熟、安全適用長(zhǎng)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(xiǎn)源。11．應(yīng)用實(shí)例該工法在唐山德龍重工船務(wù)工程有限公司修船項(xiàng)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(zhǎng)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(yùn)工程等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用空間和市場(chǎng)前景。附表1:工程量統(tǒng)計(jì)表冷彎鋼板工程量統(tǒng)計(jì)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(jì)要求量（米)（長(zhǎng)X高)（cm/m)3內(nèi)排鋼板樁230040565X546242310外排鋼板樁230046665X547172310合計(jì)熱軋鋼板樁工程量統(tǒng)計(jì)表工程部位截面模量圍堰工程熱軋鋼板樁選用規(guī)格施