浅谈乌牛溪河道治理工程中H型板桩施工技术

戴元龙

(永嘉县水利局乌牛水利管理所，浙江 永嘉 325100)

1 工程概况

乌牛溪(永乐河)是瓯江下游左岸的一条小支流，起源于永嘉县乌牛街道以北部的乌岩村东北部，是永嘉县与乐清市之间的边界河，由北向南注入乌牛街道码道村附近的瓯江。乌牛溪主流长19.5km，治理河道里程桩号以乌牛水闸作为起点，向上游共12.16km，温州市乌牛溪(永乐河)治理工程施工Ⅰ标护岸工程里程桩号为K0+000-K3+060。H型板桩位于东洋段右岸，工程勘察所揭露地层，除了人工填土外，主要为第四系冲洪积土层及基岩。乌牛溪流域位于我国浙江省的东南沿海，属于中亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，主要的灾害性天气包括暴雨、台风、洪涝、冰雹、干旱、雷电和大风等。

2 施工方法

2.1 打桩设备

施工采用DZY-250型柴油打桩锤施工(河道桥梁两边3米距离桩机无法施工靠近的区域除外)。DZY-250型柴油打桩锤施工工艺：柴油打桩锤机器由机身、主浮箱、平衡浮箱、操纵室等部件组成。液压系统由高压油泵组，提供液压源，通过电控台给出指令,操纵多路阀，使电液换向阀控制压力油转变方向，给油缸提供压力油，以达到油缸伸缩，推动机器的各种动作功能。液压系统有高压泵组一套，多路换向阀二套分别控制油缸工作，使机器完成各种功能要求。机器还配备有抱桩油缸，由多路换向阀分别控制。单独的一台油泵负责液压锤，一台3吨液压卷扬机负责预制桩的起吊就位，一台5吨两用液压卷扬机负责提升柴油打桩锤和桩帽，合理使用所配备的桩帽，可以使机器的效率得到提高。

小船支腿撑地，压力达到5-10Mpa左右(水上作业)，大船支腿收起，利用斜撑油缸调垂直度。用5t卷扬机提升桩帽至一定高度，用3t卷扬机吊桩就位到龙门内，管桩下放落地，对准上桩帽，上桩帽下放套住管桩20cm左右，用3t卷扬机再把管桩吊起至桩帽碰到为止，下抱油缸工作，抱紧定位，然后上报抱紧，此时3t卷扬机脱扣下放，再一次校正垂直度，之后再就位，锤击至桩顶标高为止，离标高20—30cm时换挡减慢，观察监控内标高红线为止。大船支腿下地，小船支腿收起至压力达到5Mpa左右，小船往后移动至3.8m到位，小船支腿下地，压力达到5-10MPa，大船支腿收起，压力达到5-10Mpa，升起柴油打桩锤一定高度，用3t卷扬机吊桩。

打桩机主要施工流程。操纵控制台上的旋钮开关及工作手柄，先使大船支腿油缸顶升,小船支腿油缸缩回使小船升离水面或地面后停止。再操纵小船上行走油缸伸缩推动小船行走,使小船到所需位置。然后使小船支腿油缸顶升,大船支腿油缸缩回使小船升离水面或地面后停止。再操纵小船上行走油缸伸缩推动大船行走,使大船到所需位置，大船支腿油缸顶升稳定船体。操纵控制台上的旋钮开关及工作手柄，先使大船支腿油缸顶升,小船支腿油缸缩回使大船升离水面或地面后停止。再操纵小船上横移油缸伸缩推动小船行走,使小船到所需位置。然后使小船支腿油缸顶升,大船支腿油缸缩回使小船升离水面或地面后停止。再操纵大船上横移油缸伸缩推动大船行走,使大船到所需位置，大船支腿油缸顶升稳定船体。通过以上三种动作的不断重复,可使机器移动到预定的打桩位置。打桩船配备GPS定位系统，施工前将桩位坐标输入GPS定位系统，通过显示屏幕操纵打桩船纵横移动，达到精确定位目的。打桩船配有钢围檩导向架，确保板桩施工垂直度[1-3]。

2.2 施工平面布置

板桩施工位于东洋段右岸，里程桩号：DYY0+000-DYY0+148，根据施工要求，在东洋段左岸布置板桩堆放场地、打桩船拼装场地及打桩船入水通道。

图1 H型板桩施工平面图

2.3 H型板桩运输、起吊

H型板桩运输、起吊有两个过程，生产厂到施工现场及施工现场堆放点到沉桩施工点。桩的吊挂要按照规定设计，防止桩被吊起损坏。在吊起、运输和木桩堆积的过程中，要轻抬轻放，不能使用撞击、投掷、推到等方法。吊装的过程中保持稳定，吊点符合设计要求。

2.4 报验

到场的H型板桩质量指标、施工设备状况、特种工种操作证在施工前应向监理部报验批准。

2.5 打桩过程

操作机身的支腿油缸，可以使机身保持水平的位置。操纵液压卷扬机将桩帽提升到所需高度,吊入预制桩,找准桩位,使桩柱处于垂直状态。操纵液压卷扬机，使柴油打桩锤和桩帽抱着滑道管垂直打到桩顶标高。

柴油打桩锤施工工艺：在安装和安装钢筋大梁的过程中，必须控制钢筋大梁与板桩侧壁之间接触的导向段(400mm厚)的垂直度。钢筋大梁的内侧壁之间的距离应该控制在600mm。为了确保板桩之间的配合严密，在板桩的施工过程中，应采用能够提供水平约束力的紧固装置。对于这种新型的H板桩，上下2点(约1m的间隔)设计了套滑盖槽式的紧固装置。这种设计思想的出发点是：①与一个力点相比，独立于上下两个点，调整板桩的垂直度。②桩帽用滑动槽式装置，起到保护桩侧的阴阳榫的作用。

将板桩施工到设计标高后，立即采取措施，与前桩连接形成桩壁，防止相邻的桩在后续的施工工程中被连带走。

2.6 沉桩工艺

下沉桩的时候，应连续的进行各个工序，工艺流程如下图所示：

图3 沉桩流程图

2.7 沉桩的施工方法

在桩下沉之前，必须说明相关的设计和施工技术。在打桩施工时，对现场的测量控制基线和基线点进行检查，根据现场情况对施工平面坐标控制点和高度基准点进行拉伸测量，并出示打桩的施工基线样品。为了使桩子的连接更加紧密，打桩工程是最重要的工程。因此，计划使用锤子按一侧顺序压住桩子。板桩采用单根施打工序，在板桩下沉前的方向设置引导框架，引导框架使用油压臂作为施打板桩的导向，平板的阴阳榫口紧密对接，板桩主要以标高控制。桩和桩锤在下沉桩的过程中应该保持在同一轴上。加强打桩工程过程的观察，做好工程中异常现象的记录，找出异常现象的原因，采取相应的有效措施。桩沉完后要迅速夹住桩，形成一整个桩墙，测量桩子位置的偏差。在打桩过程中应严格遵守有关规范要求，控制桩的施工质量。如果选择了顺序操作与相对容易的操作条件来施工，这样更有利于控制桩与桩之间的结合程度。

沉桩施工的几个注意事项：①施工拼接后板桩之间的缝隙应≤25mm,若出现缝宽>25mm 或出现脱榫时，砂浆应用于接缝填充处理，砂浆的强度应≥20MPa，并且在填充前应清除缝隙腔内的泥土或碎屑；②因考虑本工程地质情况以及H型板桩的特点，保证施工的质量，在沉桩施打的时候，应立即检查其平面的位置是否正确以及桩身是否是垂直的，如果发现它有倾斜(向前向后或向左向右)则应该立即纠正或拔起后重新打，板桩采用锤击方法下沉，开始沉桩的时候应该采用自重的方式下沉，等桩身足够稳定后再来采用锤击下沉的方法施工。打桩机械采用DZY-250 型液压柴油水陆两用打桩机；③板桩应在施工区域清障以及平整后开始施工；④板桩沉桩的垂直度控制在 1.5%以内；⑤板桩施工空隙应扣接密实；⑥除以上要求外，还应符合设计要求及质量验收标准。

2.8 试桩

在正式进行板桩施工之前，应进行试桩，并确定7个试桩。测试桩应达到以下效果：①每一根试桩完成后应进行测量，确定打桩设备定位精确度是否满足设计要求；②根据试桩沉桩过程及时分析调整沉桩工艺，保证沉桩工艺满足设计要求；③试桩的过程要做好试桩详细记录。

2.9 板桩沉桩质量控制

H型板桩设计参数。H型板桩桩长15.0m，桩顶高程3.43m，桩底高程-11.57m。因为高强度预应力钢筋混凝土H形板桩是刚性体，所以将轴向的阴阳隼锚定并连接起来以形成地下墙，因此，定位桩的垂直方向和稳定性非常重要。施工中使用2台经纬设备，严格控制了桩的平面位置与垂直度，根据需要将定位桩施工到设计的标高，确保了定位桩的稳定性。定位桩施工好后，我们逐一将板桩套隼插入，然后将桩施工到设计的标高。桩壁连续不断，各桩的正确性对后续桩的正常施工有非常大影响。

板桩沉桩质量控制措施。①施要打桩之前，确保预制桩的强度和龄期满足设计与规范要求。②试桩时，及时分析调整工艺做好记录。③轴线控制的系统轴线复合应在施工前进行，板桩的轴线偏差应在20mm之内。确认并调整桩紧固装置，确保桩的轴线满足规范要求，避免板桩脱离。使用2台经纬设备校正并监视桩的垂直度。从打桩施工到地下2m时发现倾斜，请停止机器后立即调整。如果可以，应将桩拉出，并在清理和回填后将桩重新下沉。当桩子严重的倾斜时，必须拉出桩子，用钢桩定位后再进行施工[4-6]。

当桩尖处在软土中时，桩尖施工到设计标高要求后即可，应控制桩顶偏差在50左右。当将板桩打入规定高度附近时，应调整柴油桩锤的参数以控制频率和强度。在板桩的动态测试中，对2%的桩进行采样以进行动态测试，单桩的缺陷面积<20%。请参照《水运工程质量检验标准》(JTS257-2008)，沉桩偏差应该控制如下：垂直于板桩墙轴方向的平面位置的偏差值为±50mm；垂直于板桩壁轴方向的垂直度偏差值为10mm；板桩墙轴线的倾斜方向垂直度偏差值为15mm；桩尖高程偏差值为±100mm；板接头之间的接头宽度的允许偏差为25mm。

3 结 语

河道治理工程的施工技术相对简单，但河道治理工程的各个施工环节对河道治理工程来说都是十分重要。如果在任何施工环节中存在质量问题，都将严重影响河道整治工程的工程质量，并严重影响工程的安全运行，甚至危及沿河土地和人民财产的安全。因此，河道治理工程必须从施工准备开始就严格控制各个施工过程的质量，确保河道治理工程合格的施工质量与安全运行。