钢板桩支护技术在管线段施工中的应用

于厚文（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003）



钢板桩支护技术在管线段施工中的应用

于厚文
（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003）

［摘 要］在大型输水工程建设中，铺设大直径输水管道时，需要按照设计要求进行沟槽开挖。然而，在居民区附近的管线段施工建设因征地等问题无法按设计坡比放坡，对沟槽开挖安全、管道安装质量和工程建设进度造成一定影响。文中以辽宁省重点水利工程管道安装钢板桩支护施工为例，提出了特殊管线段应用钢板桩支护技术，保证了工程建设的顺利进行。

［关键词］输水工程；管道安装；钢板桩支护

1　方案选择

辽宁省重点水利工程输水管道采用同槽4× DN3200PCCP管道，在管道安装至桩号GC65+ 070～GC65+130管线段时，按设计文件要求坡比的开口线在居民房围墙内。该段沟槽开挖顶部宽度为35.35 m，底部宽度为22.3 m，坡比为1∶1.25，征地宽度为64.35 m。由于与居民协商困难，工期紧张，现场条件无法满足按设计要求放坡施工，为保证沟槽安全可靠，减少对居民房及围墙的破坏，需对围墙侧边坡进行支护。经过地下连续墙、钻孔灌注桩、高压旋喷桩、钢板桩等支护型式的分析，结合工程实际，采用钢板桩作为基坑侧壁的支护结构，以做到快速支护、快速拆除，满足管道安装工期紧迫的特点。

2　钢板桩的选用及检验

2.1钢板桩的选用

钢板材料采用热轧平面钢板，长×宽为6 m× 1.5 m，厚15 mm。钢管材料采用单根钢桩总长12 m，使用φ159 mm无缝钢管，长6 m，壁厚8 mm。

2.2钢板桩的检验

钢板桩垂直度允许偏差为1/150；沿基坑轴线方向墙面左右允许偏差为300 mm；钢板桩桩底标高允许偏差为500 mm。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度等内容。检查中要注意：

①对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除。

②有割孔、断面缺损的应予以补强。

③若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。施工前对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

3　基槽开挖

因围墙侧无法放坡，另一侧按设计要求放坡，先按底槽边线开挖至地下水位以上，采取降排水施工，将地下水位降至管线基底50 cm以下后开始全断面施工。开挖时将开挖土方分区堆放在开挖线侧的占地范围线以内（距占地线1 m左右），多余弃土运至弃渣场，同时预留出履带吊的行走位置和运管道路位置。

4　钢板桩施打

4.1施工技术要求

钢板桩施工关系到施工支护和安全，是工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工技术要求：

1）确定定桩位，按顺序每隔1 m标明钢板桩的具体桩位，洒灰线或喷漆标明。

2）钢板桩施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。

3）打桩前，对钢管、钢板桩逐根检查，剔除变形严重的钢管、钢板桩，不合格者待修整后才可使用。

4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

5）钢板桩沉桩施工前先进行试桩，试桩钢管数量不小于10根。

6）钢板桩放线施工时，桩头就位必须正确、垂直。沉桩过程中，随时检测，发现问题，及时处理。沉桩容许偏差为平面位置纵向100 mm，横向为-50～0 mm，斜度不超过2%。

7）基坑开挖后钢板桩须垂直平顺，无严重扭曲、倾斜和劈裂现象。

8）沉桩施前必须平整、清除地下、地面及高空障碍物，需保留的地下管线应挖露出来，加以保护。

9）基坑土方和结构施工期间，应对基坑围岩和支护系统进行动态观测，发现问题，及时处理。

4.2施打方法

为保证钢板桩打设精度，采用屏风式打入法。先在标明的桩点用振动锤配合挖掘机，将6 m长φ159无缝钢管施打进底槽，钢管冒出基槽底部20cm，再在其上垂直焊接一节φ159无缝钢管，然后斜支撑一根φ159无缝钢管，并用一根小钢管作为内支撑构件连接，每隔1 m如此施工。每施工6 m桩点后，用吊车将钢板吊至插桩点处进行插桩，在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。钢板分几次打入，打桩时，开始时打设的第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1 m测量一次，并用挖机配合人工清理钢管间滑坡土，第一块钢板打至基坑底槽高程后再进行后续钢板插桩，打桩前注意清理上下钢板间杂土，如此反复插桩至原地面高程。

4.3振动沉桩

1）振动锤振动频率须大于钢桩的自振频率。振桩前，振动锤夹紧钢桩上端，并使振动锤与钢桩重心在同一直线上。

2）振动锤夹紧钢桩吊起，使钢桩垂直就位，待桩稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉。钢桩每下沉1～2 mm左右，停振检测桩的垂直度，发现偏差，及时纠正。

3）振动沉没钢板桩试桩数量不小于10根。

4）如沉桩中钢桩下沉速度突然减小，应停止沉桩，并将钢桩向上拔起0.6～1.0 m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其它措施。

4.4静力压桩

1）压桩机压桩时，桩帽与桩身的中心线必须重合。

2）压桩过程中随时检查桩身的垂直度，初压过程中，发现桩身位移、倾斜和压入过程中桩身突然倾斜及设备达到额定压力而持续20 min，仍不能下沉时，及时采取措施。

5　基坑监测

管线工程建立的测量控制网及临时设置的基准点，构成钢板桩项目施工支护沉降观测网，定期进行变形沉降观测。

5.1水平位移观测

分别在基线点四个角上设站，用J2型经纬仪观测四边网的水平角度（四边形内角），并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。

5.2沉降观测

对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量，方法为首先自远离基坑的城市水准控制点开始观测，引测至基坑周围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用S3型精密水准仪。

6　经验及建议

1）在施工前要周密布置，合理解决静载区和动载区施工问题，由于采用钢板桩支护，取消了原静载区（运输通道、PCCP管材堆放、履带吊），所有施工作业均在一侧进行。更要做好开挖土倒运、管材堆放、安装设备布置问题。

2）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，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

3）钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压，作用力大小不同容易发生偏斜，在发生偏斜位置，将钢板桩往上拔l.0～2.0 m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石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。

4）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

5）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起。

7　结语

工程通过钢板桩支护技术在工程建设中的成功应用，合理、有效的解决了因征地困难所造成无法满足按设计要求放坡的难题，保证了沟槽开挖安全可靠、管道安装按计划完成。由此可见钢板桩支护技术在特殊管线段的应用值得推广和发展。

［中图分类号］TV54

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）02－0022－02

［收稿日期］#2015-06-30