水上钢板桩打设和拔出施工方案

1、钢板桩施工工艺流程

图  钢板桩施工工艺流程图

2、导桩、导向架的制作

准确测量后，打设两根钢板桩，并焊接钢牛腿,其上放置两根钢板桩并与牛腿焊接牢固，形成框架作为导向（此钢板桩在围堰一边打设完成后拔除，之后重新安装导向）

临时导向钢板桩

临时导向框架

3、钢板桩插打

    打桩设备包括450型机械手打桩机、打桩机作业平台100吨水上浮吊、堆放钢板桩的浮吊以及钢板桩运输船。

机械手水上浮箱打桩

4、钢板桩加固及沉桩平面轴线控制

4.1、钢板桩加固采用焊接连接板，据相关资料介绍，连接板一般采用200×20mm的钢板，间距为2000mm。我们在分析钢板桩的外形及受荷变形特点以后，认为在沉桩过程中，连接板主要为受拉力作用，钢板尺寸及间距可以适当修改。所以我们采用120×12mm的钢板，间距为3000mm，只在钢板桩的两端加强采用200×20mm的钢板作连接板(就此一项节约钢板91.2t)。实际施工证明加固良好，有效控制了钢板桩锁口的转动（见下图）

4.2、采用导桩、导架控制钢板桩整体轴线

钢板桩施工轴线定位分两步，首先导桩沉桩时进行初定位；其次在导桩牛腿上精确放出导架的安装线，在安装导架后与牛腿焊接固定，最后在钢板桩沉桩过程中，用经纬仪监测钢板桩的垂直情况，随时用起重船大钩调整。实施了上述措施后，钢板桩沉桩定位情况良好。施工中双层导架可以有效的提高钢板桩的垂直度，但施工耗时过长，所以实际施工过程中我们采用单层导架，也完全满足设计要求。

5、首根定位桩施工

对于钢板桩沉桩而言，首根定位桩及其重要，它的平面位置及垂直度将直接影响以后整排钢板桩乃至整个围堰的钢板桩。我们经仔细研究后，决定采用D节点转角桩作为首根定位桩，主要基于如下考虑：第一、节点桩定位计算容易；第二、由于可直接在定位桩上焊接C9锁口（C9锁口在下面介绍），这样定位桩就直接控制了纵横二条轴线；第三，可减少一根异形桩的制作；第四，此处水深较浅，水流较缓，可确保桩的垂直度。

为控制定位桩的垂直方向偏位，施工时设置双层导架，在钢板桩的两侧的导架上焊接20mm钢板，进行轴线方向限位。采取了上述措施，首根桩定位一次成功。

6、转角桩施工

在钢板桩施工时，转角桩首次采用了一专门的“C9”锁口，其优点如下：

（1）“C9” 锁口为全能锁口，钢板桩的“雌、雄”锁口均可和其相连接。

（2） “C9” 锁口结构较小，便于转角桩沉桩，无需另外设计导架。

（3） “C9” 锁口可直接焊接在钢板桩的侧面，无需另外加固。

（4） 通过调节“C9”锁口的垂直度，极大的提高待沉轴线钢板桩的垂直度。见图5：

7、扇形桩纠偏

钢板桩沉桩过程中，必然会出现钢板桩上口偏向外侧的“扇形变形”。其主要原因是钢板桩沉桩时，上口受导架限位作用而直线前进，下口被土压力作用而弯曲，多根桩积累后就形成扇形变形。另外由于钢板桩相连的锁口之间存在一定的间隙，在沉桩过程中，由于土压力的作用使相连锁口上口受拉、间隙被缩小，下口受压、间隙放大形成扇形变形；扇形变形具有积累性，下一根桩由于沉桩时偏心受压，扇形偏差也越大。扇形变形积累到一定程度时，沉桩就无法进行，所以发生扇形偏差时要及时纠偏。纠偏采用两种方法：第一，制作异形桩；由于AZ26平面具有可收缩的特性，所以可制作上口小、下口大的契形钢板桩。根据经验单根钢板桩调节不要超过80mm，即上口收缩40mm，下口放大40mm，否则将影响钢板桩的沉桩。这里应注意契形钢板桩应一次沉桩到位，否则第二次送桩较为困难。第二、进行屏风式施打，先插后打，由振动锤沉桩至一定深度（以不影响下根桩插桩时套锁口为准）不再振下，然后插第二根、第三根、第四根桩，待一排导架的桩全部插满后从前面往后震动沉桩，沉下一定深度，移动桩锤击第三、二…根桩，再回头击第一根桩，如此往复沉桩到标高。由于后插的钢板桩受前面钢板桩的影响较小，偏差相对较少，在沉前面的桩时由于后插桩的限位作用，所以偏差明显改善，经过几根桩施工后，扇形变形可基本消除。

8、闭合桩施工

闭合桩施打时必须同时把两侧锁口都套住，因而增加了闭合难度。沉闭合桩前必须做好以下工作。第一，闭合桩应选择在地下障碍物较少，较容易沉桩的地方。第二，应保持口门围堰内外水位流通，以防止沉桩后围堰内外水压差过大而破坏围堰结构。第三，闭合桩两侧的钢板桩应尽量保持垂直，并在同一轴线上，两桩的间距应恰好等于或接近钢板桩的宽度。第四，闭合桩沉桩应选择在平潮期间。在沉闭合桩时，套好锁口后将钢板桩的连接板全部割除，保证钢板桩在沉桩过程中能自由伸缩。如发生沉桩困难时可暂停沉闭合桩，应将相邻的2根桩拔出，但不要提离沉好桩的锁口，将其连接板也一并割除，以加大自由伸缩度，间隔沉这三根桩，直至到设计标高。总之沉闭合桩时，如沉桩困难，千万不可强行沉桩，以防造成锁口撕开。

钢板桩围堰合拢

在合拢前剩最后5～7片钢板桩未插打时，开始测量并计算钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数。钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口不一定平行，会出现上大下小或上小下大，左右偏移等情况，采用如下措施进行调整：

⑴合拢口尺寸上下都大时，在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车相向对拉，直至符合要求为止。

⑵合拢口上大下小时，只在合拢口两侧钢板桩上部点焊吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车相向对位，直至符合要求为止。

⑶合拢口上小下大时，只在合拢口两侧钢板桩上部点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车向上部进行相向对拉，下部反向外拉，直至符合要求为止。

⑷合拢口尺寸上下都小时，在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车反向外拉，直至符合要求为止。

如果采取以上措施仍不能解决合拢问题，就采用特制型桩合拢。 

钢板桩插入正直、顺利合拢的措施是加设外导框及随时纠正偏斜，当偏斜过大不能用拉挤法调正时，应拔起重插，在防止与纠正均无效时，可用特制楔形桩合拢。图a为铆接的楔形桩，也可采用焊接如图b。每块楔形桩的斜度不应超过2%；如一块楔形桩仍不够合拢口用时则可用两块楔形桩，两块楔形桩应各有一个垂直边，其间至少应产一块普通桩；用一块楔形桩插打次序见图c。

9、AZ26钢板桩沉桩应注意以下几点：

（1） 导桩、导架是沉桩的基础及前提，必须要有足够的强度和刚度，施工时必须确保质量。

（2）施工前必须对沉桩区域进行彻底清障，为沉桩创造条件。

（3）沉桩时如发现钢板桩发生较大的倾斜和扇形变形时应及时调整，否则问题会越来越严重。

（4）如发生沉桩困难，不可强行沉桩，应及时分析原因，并作出相应的处理后再沉桩。

（5）要及时对钢板桩浇水降温，以防发热过大，熔化止水材料及破坏锁口。

（6）沉桩时，在钢板桩入土的瞬间必须保证钢板桩垂直，否则沉下去后较难调直，只有拔出重打。

（7） 钢板桩沉桩过程中，相邻沉好的钢板桩可能会发生被带下的情况，所以在潮水高于桩顶时，必须在相邻桩上焊接加长钢筋，随时观测，发生上述情况立即停止沉桩，待潮水退后，将相邻钢板桩和其他钢板桩焊接固定后再沉桩。

（8）打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

（9）钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

（10）由于淤泥质基础较软，有时施工发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。