锁扣式U型钢板桩工程质量监理控制要点

岳海林（上海振南工程咨询监理有限责任公司， 上海 200063）

锁扣式 U 型钢板桩(以下简称“U 型钢板桩”)在内河航道整治工程中和停泊区工程建设中，具有钢材使用量少、桩间密封效果好、锁扣连锁牢靠、抗弯刚度大、止水防渗效果佳的优点。U 型钢板桩可在码头、防波堤、导流堤、船坞、船闸、防渗墙、挡水墙等防渗、防水要求较高的项目中，得到更广泛的应用。

1 工程概况

上海市某内河航道整治工程靠船区桩基工程由混凝土矩形桩和前沿的 U 型钢板桩组成。其中 U 型钢板桩采用t=9.75 mm 的 Q345B 钢板制作，U 型钢板桩的断面高度为516 mm、断面宽度为 1 280 mm，桩长为 15 000 mm。U 型钢板桩锁扣采用 Q345B 的 ￠28 圆钢棒和 Q345B 的￠48.3×7 无缝钢管开槽 16 mm 制作，焊缝质量等级为二级。

1.1 U型钢板桩制作要求

⑴连接锁扣。锁扣应保持平直、通顺，锁扣的连接应有充分的间隙，使钢板桩之间能够实现良好的契合。为阻止砂质粉土的流动，钢板桩锁扣互套后的间隙不大于 6.3 mm。

⑵钢板桩焊接应满足 JTS 257—2008《水运工程质量检验标准》的质量要求，按要求开坡口后焊接锁扣，对接焊缝要求达到焊缝质量的要求，每根桩只允许有 1 个接头。

⑶表面处理和防腐。①清除表面油、脂及其他污染物；②喷砂除锈达到 Sa2.5 级，喷砂完成后清扫灰尘和碎屑；③桩顶至 －3.00 m 迎水面的范围涂环氧树脂漆(聚氨酯) 2 道，500 µm (干膜厚度)。

⑷钢板桩检验。①钢板桩长度允许偏差为 ±100 mm；②宽度允许偏差为 ±10 mm；③检测数量为 100%。

1.2 U型钢板桩沉桩要求

⑴钢板桩沉桩应采用导桩、导梁和导架等定位导向装置，定位导向装置应具有足够的强度和刚度。

⑵钢板桩严禁出现不连锁现象。

⑶质量控制。①桩顶平面位置检测：垂直于板桩轴线方向允许偏差为 ±50 mm，检测数量为 100%。②桩身垂直度检测：垂直板桩轴线方向允许偏差为 1%，沿板桩轴线方向允许偏差为 1.5%，主桩为 8%，检测数量为 10%。③桩尖高程控制：桩尖高程允许偏差为 ±100 mm，检测数量为 100%。④钢板桩接长(若有)应进行超声波探伤，检测频率 100%。

2 U型钢板桩工程质量控制要点

U 型钢板桩制作，一般由专业厂家在厂内制作完成，通过陆路或水路运输至工地现场。

U 型钢板桩工程沉桩施工，一般使用履带式起重机和电动振动锤振动沉桩。

振动锤振动沉桩施工工序一般为：①施工放样→②开挖沟槽→③履带式起重机就位→④导向架安装就位、复测校准→⑤履带起重机起吊钢板桩插入导向架直至泥面→⑥检查桩位、桩身垂直度和锁扣连接→⑦启动电动振动锤振动沉桩至导向架上沿(振动沉桩过程中观察 U 型钢板桩锁扣是否有脱口现象)→⑧重复上述⑤～⑦工序，按照方案中规定顺序进行振动沉桩，直至完成一个导向架长度内的全部U型钢板桩止→⑨吊走导向架→⑩振动送桩，逐根送至设计标高(注：最后一根桩暂时不要送桩，作下一组沉桩的导桩使用)。

根据 U 型钢板桩工程沉桩施工工艺，监理对 U 型钢板桩沉桩工程在施工准备阶段、施工实施阶段和桩基工程验收阶段的质量控制要点如下。

2.1 U型钢板桩施工准备阶段的监理质量控制要点

(1)工程开工前，监理工程师应认真阅读和熟悉设计文件和地质勘察报告，组织或参加设计文件(施工图纸)会审和设计交底会议。在设计交底时，应该着重讨论确定 U 型钢板桩沉桩工程的质量控制标准。监理人员在 U 型钢板桩沉桩工程质量控制中，应严格按照设计文件和设计交底会提出的 U 型钢板桩制作加工质量标准和振动沉桩工程质量控制标准，开展 U 型钢板桩沉桩质量控制工作。

(2)组织监理人员勘查工程施工现场，了解工程周边环境，排查影响 U 型钢板桩沉桩施工的各类因素，研究采取对应措施。同时了解施工单位现场项目部的施工技术、工程质量和安全生产等管理体系的建立及运行情况，及时发现其在施工技术、工程质量和安全生产管理方面存在的薄弱环节，研究并采取应对措施。

(3)审查施工单位提交的 U 型钢板桩制作加工企业的相关资质文件和质量管理体系认证文件，并实地考察 U 型钢板桩制作加工企业的生产条件、机械装备情况(如：是否具有大型钢构件生产厂房、大型钢板弯折机、大型喷砂(丸)除锈设备、等离子切割机和自动焊机设备等)，以及实际加工生产能力、技术质量管理能力等。

(4)审查施工单位报审的 U 型钢板桩沉桩施工方案。主要对 U 型钢板桩沉桩施工方案的程序性、符合性和针对性进行审查，审查其是否符合设计文件和建设工程有关强制性标准的要求；施工方案中的施工工艺、工程质量控制措施和安全生产技术措施等，针对 U 型钢板桩沉桩施工的特点及工程所处环境，审查是否具有可操作性。

在审查方案时，应对履带式起重机选择、振动锤的选型及导向架的设计是否合适进行重点审查。如：对履带式起重机的起重量或起重力矩、工作半径和起吊高度(常称“起重三要素”)进行验算；对振动锤的激振力、振幅、(总)质量进行验(估)算。检验振动锤选型应满足以下三个条件：①振动锤的激振力 P0大于被振沉构件与土的动摩阻力T；②振动锤系统的总质量 Q0大于被振沉构件与土的动端阻力 R；③振动锤系统的工作振幅 A0大于振沉到要求深度所需最小振幅 A。

对导向架的设计，主要审查其架体本身具有足够的强度、刚度和稳定性，以及其构造上应与所沉 U 型钢板桩相适应。由于 U 型钢板桩设计宽度尺寸较大(B=1 280 mm)且使用的钢板规格较薄(t=9.75 mm)，故导向架在构造上对 U型钢板桩横向变形应有一定的约束作用，以防止 U 型钢板桩在沉桩过程中产生横向收缩变形。

(5)编制 U 型钢板桩沉桩工程施工监理实施细则。施工监理实施细则应满足指导监理人员在现场开展监理工作的需要；应编制详细的监理工作流程、监理人员分工，施工工序质量控制点和监理控制措施、工作方法，采用的工程质量控制标准，隐蔽工程和检验批(分项工程)质量的验收方法和程序，以及监理人员检查使用用表等。

(6)审查施工单位施工现场的工程质量和安全生产的保证体系。检查各类专业技术管理人员是否到岗；其人员资格条件是否符合相关工程管理的规定要求；特种作业人员是否持证上岗等。

(7)审查沉桩测量控制加密点的布设，是否有利于沉桩测量的控制。如：采用 GPS 沉桩定位测量系统或全站仪一体化定位，应设立测量校核点；测量校核点坐标误差应控制在规范允许范围以内。施工单位提供测量控制的基桩坐标必须经测量监理工程师仔细复测和核对无误后，方可供承包商使用。

(8)对进场的履带式起重机、电动振动锤等进行核验。检查其规格型号等是否与 U 型钢板桩沉桩施工方案中选型相一致；检查其起重机生产许可证、出厂合格证是否齐全、年度检验合格证是否在有效期内；检查其安全限位(限重)保护装置等是否安全有效。

(9)督促施工单位组织对参与沉桩施工作业人员做好技术、质量和安全生产技术交底工作，并检查其是否履行了交底记录的签字程序。

(10) 进场的 U 型钢板桩必须具有生产厂家的出厂合格证明文件(进口钢板桩尚应检查商检报告)。监理人员应检查U 型钢板桩的规格尺寸、外观质量和焊缝质量；检测防腐层漆膜厚度；检查桩长范围内是否有钢板(含锁扣钢棒和钢管)对接现象；如有钢板对接现象，应检查对接焊缝探伤检验报告是否合格。

2.2 U型钢板桩沉桩过程的监理质量控制要点

(1)检查U型钢板桩沉桩方法。U 型钢板桩应严格按照沉桩方案规定的沉桩顺序进行沉桩。如采用拼组插入、阶梯式沉桩或间隔沉桩的方法，钢板桩拼组的根数，U 型钢板桩宜为奇数。

(2)检查 U 型钢板桩起吊应符合下列规定：①吊运装卸钢板桩宜使用专用钢吊钩；②起吊焊接接长的钢板桩(如有)应使翼缘朝上吊装；③U 型钢板桩现场堆垛高度不宜大于 2 m。

(3)首先，在 U 型钢板桩沉桩开始之前，要检查导向架的平面位置、水平度以及架体的垂直度。其次，在 U 型钢板桩沉桩过程中，主要检查桩位偏差值是否超过质量检验标准中的允许偏差值(主要检查垂直于轴线的方向)；桩身垂直度的偏差值是否超过质量检验标准中的允许偏差值(重点检查垂直于轴线的方向)。其三，在送桩过程中，主要检查桩顶标高偏差值是否超过质量检验标准中的允许偏差值。如在检查中发现 U 型钢板桩桩位、桩身垂直度的实际偏差值超过允许偏差值时，应及时提醒施工单位对导向架进行调整，控制好 U 型钢板桩的桩位和桩身垂直度。

(4)在沉桩过程中，应注意巡视检查 U 型钢板桩是否存在脱榫现象。如发现 U 型钢板桩有脱榫不连锁现象，应立即通知施工单位停止沉桩，分析和查找产生 U 型钢板桩脱榫不连锁的原因，并采取相应技术措施，解决 U 型钢板桩脱榫不连锁的质量问题。

(5)在沉桩过程中，应注意巡视检查 U 型钢板桩墙是否出现明显弯折。如发现 U 型钢板桩墙出现明显弯折，应立即通知施工单位对出现 U 型钢板桩偏离轴线产生平面扭转的部位采取相应技术措施，在后续 U 型钢板桩沉桩中逐根予以纠正。

(6)在沉桩过程中，应注意巡视检查 U 型钢板桩沿墙轴线方向是否产生过大扇形倾斜。如有发现，应及时通知施工单位按照沉桩方案或相关规范的规定，宜采用沉设楔形板桩的方法进行调整。楔形钢板桩的斜度宜为 1%～2% (不大于 3%)，当采用中间夹入梯形钢板制作楔形钢板桩时，梯形钢板的材料强度等级不应低于钢板桩母材的强度等级。

2.3 U型钢板桩工程验收阶段的监理质量控制要点

(1)核查 U 型钢板桩桩基工程相关质量控制资料：①核查测量控制点验收记录；②核查 U 型钢板桩出厂质量证明文件(含原材料出厂证明和进场检验报告等)和进场验收记录；③核查U型钢板桩焊缝探伤检验报告等。

(2)检查 U 型钢板桩锁扣是否存在脱口不连锁现象。

(3)检查 U 型钢板桩桩顶高程是否符合设计规定；其偏差是否符合质量检验标准或设计文件规定。

(4)检查 U 型钢板桩桩位是否符合设计规定；其偏差是否符合质量检验标准。

(5)检查 U 型钢板桩防腐涂层是否存在损伤现象。如有发现，督促施工单位对损伤的防腐涂层进行修复。

(6)U 型钢板桩沉桩工程允许偏差、检验数量和方法(如表 1 所示)。

表 1 U型钢板桩沉桩允许偏差、检验数量和方法

3 结 语

锁扣式 U 型钢板桩工程质量是内河航道整治工程中停泊区码头建筑物安全使用的关键。沉桩工程质量控制有其特点，应强调沉桩过程质量控制为主。做好锁扣式 U 型钢板桩沉桩工程质量控制是监理工程师的基本职责。因此，监理工程师必须研究和掌握锁扣式 U 型钢板桩沉桩的质量控制要点。上述锁扣式 U 型钢板桩沉桩工程质量控制体会，供监理同行参考或借鉴。