河道治理工程中H型板桩施工工艺应用实践研究

郭建辉

(江西省水投工程咨询集团有限公司，江西 南昌 330029)

1 工程概况

在此次河道治理工程中，主要针对河流下游小支流进行治理，河流主流全长20 km。在此次河道治理工程中应用H型板桩进行施工的地段为河流东岸，在前期工程勘察和实地考察过程中对本地区地形地层等进行了初步了解，除了人工填土层之外，该地地层主要分为第四系冲洪积土层和基岩层。本工程位于我国南方地区，主要气候体现为温暖湿润，四季分明，特别是在夏季时期，容易出现暴雨、台风、洪涝灾害以及雷电、大风等诸多恶劣天气问题，这样的恶劣天气给河道治理工程的施工建设带来较多难题。主要施工工艺流程如图1[1]。

图1 施工工艺流程

2 打桩设备工作原理及施工流程

此次河道治理工程中应用H型板桩如图2，施工工艺需要进行打桩。因此在选择打桩设备时，工程根据实际施工建设需要采取DZY-250型柴油打桩锤开展集中施工，但是此类柴油打桩锤应用范围会受到一定限制，特别是在河道桥梁两边3 m左右位置，因其与桩基过度靠近无法实现有效施工，需要进行人工打桩操作[2-3]。

图2 H型板桩示意图

2.1 打桩设备工作原理

此类柴油打桩锤主要有机身、操纵室、主浮箱和平衡浮箱等共同组成，其中柴油打桩锤的液压系统主要提供动力能源和液压能源，通过操作人员在电控台发出特定指令实现对多路阀的有效操作，并向油缸中提供压力油，确保油缸能够实现伸缩，并适时推动柴油打桩锤能够有效进行动作。柴油打桩锤的液压系统相对复杂，主要有高压泵、多路换向阀等，不同的系统控制油缸工作，并满足机械的相关动作和功能要求。除此之外该机械还配备了抱桩油缸，以更好地发挥作用。

在实际打桩施工过程中需要有专业油泵负责液压锤的动力，而在柴油打桩锤作用时，同样也需要配备液压卷扬机专业负责预制桩的起吊和就位，然后需要应用卷扬机专门负责打桩锤的提升和桩帽，以进一步提高柴油打桩锤的整体操作效率和水平。

在实际作业时首先需要保持小船支腿撑地，大船支腿收起，并用斜撑油缸调整设备的垂直角度，然后又用卷扬机将柴油打桩锤的桩帽提高到预定角度。要用另一台卷扬机，将吊装就位，安装到龙门内，随后管桩需要下放置落地，让其能够对准桩帽，随后需要将桩帽下放，套住管桩。应用卷扬机将管桩吊起，直到桩帽碰到即可终止，下抱油缸，上抱收紧，此时卷扬机需要脱扣下放，重新校正垂直角度，保证合理就位之后锤击桩顶，直至达到标高，但需要注意的是，当桩顶距离标高30 cm左右时可以减慢挡速，以更好地实现锤击效果[4]。

2.2 打桩机施工流程

在应用打桩机时需要提前操作操控台旋钮开关以及工作手柄，首先需要操作大船支腿油缸进行顶升，随后小船支腿油缸缩回，促使小船升离地面或水面之后可以对其进行停止，随后需要操作小船上的行走油缸应用伸缩推动原理，促使小船行走之所需位置。应用此类方式也可以将大船操纵直到预定位置，随后将大船支腿油缸进行顶升，以进一步实现稳定船体的目的。通过此类动作可以直接将打桩机械设备移动到预定位置，明确打桩位置之后可以更好的实现定位和H型板桩施工操作。值得注意的是在开展打桩施工时，可以提前为打桩船配备GPS定位系统，并将桩位的具体坐标提前输入至定位系统中，以确保相关操作人员和技术人员能够通过屏幕操纵的形式，将打桩船纵横移动到打桩位置，进而实现精准定位。与此同时打桩船同样也会配备钢围檩导向架，因此可以应用此类机械设备和结构，确保H型板桩施工整体的垂直度与施工角度保持一致。

3 工程应用

3.1 工程平面布置分析

在河道治理工程中，应用H型板桩施工工艺需要对整个施工进行更加精准的平面布置。因为本次施工工程主要位于河流右岸位置，因此可以根据施工现场以及工程实际需求，在河流左岸布置H型板桩的堆放场地，以及H型板桩施工相关设备的拼装场地等，与此同时在左岸位置也配备了打桩船的入水通道，以更好地实现施工过程管理，提高施工整体质量和水平。

3.2 板桩运输及起吊

此项河道治理工程中，H型板桩的应用需要经历运输和起吊两个至关重要的过程。因此从H型板桩生产完成之后，需要由生产工厂运送至施工现场，随后要从施工现场的H型板桩堆放场地，运输到沉桩地点，然后进行打桩和沉桩等相关操作。另外，板桩的吊挂需要严格按照相关工艺要求和施工设计规定进行操作，避免因为H型板桩吊装过程操作失误而造成板桩损坏的问题。除此之外，在吊装H型板桩和运输的过程中，要尽量轻抬轻放，避免出现过度撞击或投掷等错误吊装和堆放方法，吊装要着重强化吊点的稳定，合理选择吊点位置。

当H型板桩运送至堆放场地之后，需要针对现场的板桩进行严格的质量检查，特别是安装质量指标、相关施工设备使用情况以及设备操作人员的特种工种操作证明等，并向施工监理方进行报验批准。避免出现H型板桩质量不合格或设备与施工规划设计不符、相关操作人员缺少专业证明等诸多问题，影响H型板桩施工以及河道治理工程有序开展。

3.3 板桩打桩实践

在H型板桩施工过程中，对板桩进行打桩操作，首先需要确保打桩机保持稳定状态，需要操作机身支腿油缸，让其保持水平状态，随后操作卷扬机将桩帽提升到预定高度，对预制桩进行吊装，明确桩位的具体位置，随后确保桩柱始终垂直于桩点。操作卷扬机确保柴油打桩锤能够发挥作用，将桩帽垂直打桩至桩顶标高位置。应用打桩锤施工时，需要提前安装钢筋大梁，同样也要确保钢筋大梁与工程板桩侧壁之间保持垂直度，大多数情况下垂直度为导向的厚度，而钢筋大梁的内侧壁间距需要控制在60 cm左右。除了以上稳定性板桩打桩技术之外，同样也要确保板桩之间实现更加紧密的联合状态，因此在施工过程中需要采取紧固装置，确保能够为板桩之间提供必要的水平约束力，大多数情况下会在原有H形板桩之上设计套滑盖槽式紧固装置，此类装置为两个力点，并分处于上下两端，通过两个力点能够有效控制和调整板桩的垂直度，此外应用槽式装置能够实现桩帽的滑动，并进一步满足保护桩侧的作用。

3.4 沉桩工艺与施工方法

在沉桩工艺中，主要按照图1所示的施工工艺流程进行具体的施工操作。

在H型板桩下沉之前，需要按照河道治理工程的设计说明以及相关技术操作规范进行施工，打桩施工操作之前，需要提前对施工现场进行基线和基线点的测量与检查，特别是在施工现场中，对于平面坐标点以及高度基准点进行拉伸测量，与此同时对比打桩基线样品，以实现良好的施工质量水平。为了确保H型板桩之间连接始终保持紧密状态，打桩和沉桩尤为重要。因此需要用打桩锤按照一侧顺序，依次进行压桩。因为H型板桩施工过程中，主要采用单根打桩的施工工序，因此在板桩下沉之前，需要按照排桩的施工方向以及下沉方向设置必要的引导框架，其中引导框架可以应用油压臂作为导向，以平板阴阳榫口进行对接，而板桩则主要通过标高进行有效的控制。

在进行沉桩和打桩时，要确保H型板桩与桩锤能够在下沉和捶打的过程中始终保持同一轴线，在进行施工操作时要强化对施工过程的观察，避免施工过程存在安全隐患或其他异常情况引发安全问题，与此同时要针对各类异常现象及时查明原因，并采取更加有效的措施进行规避，安装完成之后需要迅速夹住H型板桩，确保其能够形成完整的桩墙，并针对H型板桩的具体位置、偏差进行测量，如图3。值得注意的是，在打桩和沉桩过程中，要始终按照施工操作规范中明确的施工要求，提高沉桩工作整体质量。

图3 板桩平面图(单位:mm)

在进行沉桩施工时，需要特别注意以下事项。首先在板桩拼接完成之后，各自之间的缝隙应该小于25 mm，如果出现缝隙过大的问题，则需要用砂浆进行填缝处理。另外出现脱榫问题时也可以用砂浆填缝，而砂浆的强度应该维持在20 MPa以上。在进行砂浆填充接缝处理之前，首先需要针对缝隙中的泥土和各类杂质、碎屑等进行及时清除，其次根据此次工程的实际地层要素和地质情况，判断沉桩打桩过程中其整体平面是否保持准确，并保证桩身的垂直状态，如果在施工过程中发现桩身已经出现倾斜，则需要及时纠正并将其拔起重新进行打桩。

3.5 试桩工艺与质量控制

此次河道治理工程在正式开展H型板桩的施工之前，需要提前做好试桩工作，工程中确定了7个测试桩，其主要目的在于对每一根试桩进行精准测量，确保其设备定位以及精准度情况能够与设计的要求相符合。另外在测试桩沉桩过程中需要进一步分析安装效果，并对沉桩的具体工艺和设备操作情况进行适当调整，提高沉桩的整体质量水平。在测试中测试的过程中，要做好详细的记录和检查。

要不断做好H型板桩的沉桩质量控制工作，此次工程项目中所应用的H型板桩，主要为高强度预应力钢筋混凝土，板桩为刚性体，所以需要应用轴向阴阳隼锚进行固定，并将其进行有效连接，形成地下墙。由此可见H型板桩的定位中，其整体垂直方向以及稳定性能与整体施工建设的质量息息相关，在此次工程中主要应用了两台经纬设备，该设备不仅能够有效控制H型板桩的平面位置，同样也能对其垂直度情况进行及时检查，另外在定位桩施工中要明确定位中的标高，并保证定位桩始终保持稳定，当定位桩沉桩安装好之后，需要将板桩套榫进行插入，规定标高，随后将其他H型板桩进行沉桩和打桩施工。

对H型板桩进行质量控制时,要保障H型板桩的整体强度与实际施工设计的要求相符合。进行测试桩的测试、沉桩操作过程中要根据具体的施工情况，以及采取的施工工艺情况，作好详细的记录和检查。其次在轴线控制方面，要确保H型板桩的轴线偏差维持在2 cm之内，并将H型板桩之间安装紧固装置，并对其位置进行调整，确保H型板桩的轴线与规范相符合。如果出现板桩脱离问题，则需要第一时间停止机械设备打桩，将H型板桩拉出，在清理和回填之后将H型板桩重新下沉；如果已经出现了严重的倾斜问题，则必须对H型板桩进行重新定位和打桩、沉桩施工。

4 结 论

虽然在我国现如今的河道治理工程中，相关施工技术相对简单，但是为了保证整体施工质量水平，需要对各个环节进行严格的质量控制，避免因某一环节出现质量问题，而导致整体河道治理工程出现严重的安全隐患，造成危及人身安全和河道安全性的问题。本文以某地河流治理工程为具体研究对象，分析了H型板桩施工工艺应用实践，希望能够进一步促进我国河道治理工程质量水平的提升。