钢板桩

定义
钢板桩施工在码头、货场、护岸、山石、固定、防波堤、导流堤、浮标、船坞、水闸、引水管、地基、防渗墙、挡水墙等等永久性建筑物，以及挖掘挡土墙，土沙崩溃防止板、临时护岸、围堰工程、封闭、临时中心岛等临时性构筑物等过程中经常被应用。国内的施工都由专业的施工企业来完成。
施工细节
（1）桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭，避免泥土挤入，锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修，锁口变形，锈蚀严重的钢板桩，应进行整修矫正，弯曲变形的桩，可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。
（2）打桩流水段的划分。
（3）在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以控制。
（4）开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到导向样板作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后立即用钢筋或钢板与围檩支架电焊作临时固定。
施工流程
检验与矫正
用于基坑支护的钢板桩，进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。有严重锈蚀，量测断面实际厚度，予以折减。
矫正方法有：
（1）表面缺陷矫正
先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补方法补平，再用砂轮磨平。
（2）端部矩形比矫正
用氧乙炔切割桩端，使其与轴线保持垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修复。当修整量不大时，直接用砂轮进行修理。
（3）桩体挠曲矫正
腹向弯曲矫正，是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上，用设在龙门式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上，将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上，在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶，用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正。
（4）桩体扭曲矫正
视扭曲情况，可采用（3）中的方法矫正。
（5）桩体截面局部变形矫正
局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正。
（6）锁口变形矫正
用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理或用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。
导架安装
导架由导梁和围檩桩等组成，在平面上分单面和双面；高度上分单层和双层。本工程采用单层双面导架。围檩桩间距2.5～3.5m，双面围檩之间间距比板桩墙厚度大8～15㎜。
导架位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。
机械选择
用振动锤打设钢板桩。在桩锤和钢板桩之间设桩帽，以使冲击均匀分布，保证桩顶免遭损坏。
板桩的打设
为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。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。为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置，以便随时检查校正。
钢板桩分几次打入，第一次由20m高打至15m，第二次打至10m，第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次。
（1）要求
①钢板桩适用于埋深较浅的支护结构。
②钢板桩沉桩适用粘性土、砂土、淤泥等软弱地层。
③钢板桩沉桩施工先试桩，试桩数量不小于10根。
④钢板桩放线施工，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：平面位置纵向100㎜，横向为-50㎜～0㎜；垂直度为5。
⑤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。
⑥基坑开挖后钢板桩垂直平顺，无严重扭曲、倾斜和劈裂现象，锁口连接严密。
⑦基坑土方和结构施工期间，对基坑围岩和支护系统进行动态观测。发现问题，及时处理。
（2）冲击沉桩
①冲击沉桩根据沉桩数量和施工条件选用沉桩机械，按技术性能要求操作和施工。
②钢桩使用前先检查，不符合要求的应修整。钢桩上端补强板后钻设吊板装孔。钢板桩锁口内涂油，下端用易拆物塞紧，并用2m标准进行通过试验。
③工字钢桩单根沉没，钢板桩采用围檩法沉没，以保证墙面的垂直、平顺。
④钢板桩围檩支架的围檩桩必须垂直、围檩水平，设置位置正确、牢固可靠。围檩支架高度在地面以上不小于5m；最下层围檩距地面不大于50㎝；围檩间净距比2根钢板桩组合宽度大8-15㎜。
⑤钢板桩以10-20根为一段。逐根插围檩后，先打入两端的定位桩，再以2-4根为一组，采取阶梯跃式打入各组的桩。
⑥钢板桩围檩在转角处两桩墙各10根桩位轴线内调整后合拢，不能闭合时，该处两桩可搭接，背后要进行防水处理。
⑦沉桩前先将钢桩立直并固定在桩锤的桩帽卡口内，然后拉起桩锤击打工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，先打2-3次空锤，再轻轻锤击使桩稳定，检查桩位和垂直度无误后，方可沉桩。
⑧沉桩过程中，随时检测桩的垂直度并校正。钢桩沉设贯入度每击20次不小于10㎜，否则停机检查，采取措施。
⑨沉桩过程中，发现打桩机导向架的中心线偏斜时必须及时调整。
（3）振动沉桩
①振动锤振动频率大于钢桩的自振频率。振桩前，振动锤的桩夹应夹紧钢桩上端，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，使工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，待桩稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉。钢桩每下沉1～2㎜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沉桩中钢桩下沉速度突然减小，应停止沉桩，并钢桩向上拔起0.6～1.0m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其他措施。
（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20min，仍不能下沉时，及时采取措施。
（5）静压植桩机
①初期压入
②钢板桩压入
③可在标准贯入试验N值500以内的地质条件下施工，包括卵石、孤石、岩层等。
打桩注意事项 ：
1）导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确度；
2）线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入；
3）钢板桩振动插打到小于设计标高20~40cm时，小心施工，防止超深发生。
板桩的拔除
基坑回填土时，拔出钢板桩，修整后重复使用。拔除前要注意钢板桩的拔除顺序、时间及桩孔处理方法。
拔桩时会产生一定振动，如拔桩再带土过多引起土体位移、地面沉降，给已施工的地下结构带来危害，影响邻近建筑物、道路和地下管线的正常使用。拔除钢板桩采用振动锤与起重机共同排除。后者用于振动锤拔不出的钢板桩，在钢板桩上设吊架，起重机在振动锤振拔的同时向上引拔。
振动锤产生强迫振动，破坏板桩与周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔出。拔桩时，先用振动锤将锁口振活以减小与土的粘结，然后边振边拔。较难拔的桩，可选用柴油锤先振打，然后再与振动锤交替进行振打和振拔。为及时回填桩孔，当将桩拔至比基础底板略高时，暂停引拔，用振动锤振动几分钟让土孔填实。
拔桩产生的桩孔，可用振动法、挤实法和填入法，及时回填以减少对邻近建筑物等的影响。
（1）拔桩施工具备：沉桩平面布置竣工图；沉桩记录；地下管线恢复竣工图及桩位附近原有管线分布图。
（2）拔桩前拆除、改移高空障碍物，平整夯实作业场地。修筑临时运输道路，架设动力及照明线路，清除桩头附近堆土，检修机械设备，拟定施工方案。
（3）拔桩选用振动拔桩机、吊车配合，并符合下列规定：
①拔桩前用拔桩机卡头卡紧桩头，使起拔线与桩中心线重合；
②拔桩开始略松吊钩，当振动机振1-1.5min后，随振幅加大拉紧吊钩，并缓慢提升；
③钢板桩起到可用吊车直接吊起时，停振。钢板桩同时振起几根时，用落锤打散；
④振出的钢桩及时吊出，起吊点必须在桩长1/3以上部位；
⑤拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆；
⑥钢板桩逐根试拔，易拔桩先拔出。起拔时用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拔；
⑦钢板拔出后桩孔及时用砂填实。
（4）拔桩中，操作方法正确、拔桩机振幅达到最大负荷、振动30min时仍不能拔起时，停止振动，采取其他措施。
（5）在地下管线附近拔桩时，必须地管线进行保护，机械不得在上面作业。
（6）拔出的钢桩进行修整，并用冷弯法调直后待用。
拔桩注意事项：
1）为防止将临近钢板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的槽钢逐根割断；
2）拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的钢板桩需调直，完整的钢板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上；
3）将钢板桩用振动锤再复打一次，可克服土的黏附力；
4）按与打板桩顺序相反的次序
常见问题
渗漏和涌沙
1）现象：基坑挖土过半时，发现钢板桩渗漏，主要在接缝处和转角处，有的地方还涌沙。
2）原因分析：
A. 拉森钢板桩旧桩较多，使用前未进行校正修理或检修不彻底，锁水处咬合不好，以致接缝处易漏水。 　B. 转角处为实现封闭合龙，应有特殊形式的转角桩，这种转角桩要经过切断焊接工序，可能会产生变形。 　C. 打设拉森钢板桩时，两块板桩的锁口可能插对不严密，不符合要求。
D. 拉森钢板桩的垂直度不符合要求，导致锁口漏水。
3）预防措施：
旧钢板桩在打设前需进行矫正。矫正要在平台上进行，对弯曲变形的钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正。做好围檩支架，以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。防止钢板桩锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。由于钢板桩打入时倾斜，且锁结合处有空隙，封闭合龙比较困难，解决的办法一是用异形板桩（此法较困难）；二是采用轴线封闭法（此法较为方便）。
钢板桩侧倾
1）现象: 　采用钢板桩开挖土方的挖土机及运土车辆设在地面钢板桩侧，开挖不久即发现钢板桩顶侧倾，坑底土隆起，地面裂缝并下沉。
2）原因分析:
A. 这些钢板桩施工都在软土地区，设计的嵌固深度不够，因而桩后地面下沉，坑底土隆起是管涌的表现。
B. 在挖土作业时由于挖土机及运土车在钢板桩侧，增加了土的地面荷载，导致桩顶侧移。
3）防治措施:
钢板桩嵌固深度必须由计算确定，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—1999）规定执行。挖土机及运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载计入设计中，以增加桩的嵌固深度。一般拉森桩施工时，压密注浆配合，四周有钢板桩支护，基底水压较大，为更好地防水，基底做压密注浆，其厚度按土质而定。另外钢板桩支护转角处连接不够紧密，宜发生流砂现象，故需进行压密注浆，如注浆数量为3～4根。如地下水位较高时需进行轻型井点降水配合。
共连
1）现象: 打板桩时和已打入的邻桩跟着一起下沉。
2）原因分析:
钢板桩倾斜弯曲，使槽口阻力增加，常会使邻桩超深。
3）防治措施:
1.发生板桩倾斜及时纠正；
2.把发生共连的桩和其他已打好的桩，一块或数块用角钢电焊临时固定。
质量控制检验
1. 钢板桩的质量必须符合设计要求和出厂技术标准。重复使用的钢板桩应符合下表要求：
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
1
桩垂直度
%
<1
用钢尺量
2
桩身弯曲度
<2%l
用钢尺量，l为桩长
3
齿槽平直度
无点焊渣或毛刺
用1m长的桩段做通过试验
4
桩长度
不小于设计长度
用钢尺量
2. 打（压）钢板桩的标高及桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范的规定。
3. 钢板桩支护结构的安装于拆除必须符合设计要求，并同基坑支护结构的设计计算工况相一致。
4. 钢板桩支护的设置、垂直度、标高必须符合设计要求。桩位偏差、轴线和垂直轴线方向均不宜超过50mm；垂直度偏差不宜大于0.5%；标高偏差不大于±30mm，且支护必须紧贴土壁。