1、拉森鋼板樁施工工藝及質量控制要點1. 項目概況甬江特大橋是浙江省寧波市繞城高速公路東段的一座特大型橋梁，大橋跨越寧波市鎮海和北侖兩個轄區，建成后為寧波市標志性工程。經變更后：全長1.478km，橋的主橋跨徑組成為（54+166+468+166+54）m，雙菱形連體橋塔斜拉橋。索塔承臺為62335.5m的矩形整體式鋼筋混凝土結構。D2索塔位置現地面標高為2.45m，承臺基坑開挖平面尺寸為6536m，開挖深度為6.45m，開挖面積2340m2左右，開挖方量約14976m3。2. 土層技術參數在D2索塔承臺基坑支護設計深度內的地基土，由淺至深主要有以下幾層：2.1 I1填土：層厚0.71.7m。2.

2、2 I2亞粘土灰黃色、灰褐色，軟塑硬塑，含少量鐵錳質斑塊，層厚0.01.0m。層底深度1.43.6m。地基土容許承載力0=70kpa。2.3 II1淤泥質亞粘土灰色、流塑、飽和，多呈薄層狀，局部相變為淤泥質粘土。頂板埋深1.43.6m。層底深度10.5018.00。地基土容許承載力0=50kpa。天然孔隙比1.394,飽和度97.6，液性指數1.99，塑性指數13.5，粘聚力5.0kPa，內摩擦角8.1。高含水量、高壓縮性，物理力性質差，為本工程主要地基壓縮層，易變形和失穩。2.4 II2淤泥淤泥，灰色，流塑，厚層狀，土質不均一，局部為淤泥質粘土，含少量貝殼碎片。頂板埋深2.00m。層底深度1

3、1.00m。厚度9.00m。地基土容許承載力0=50kpa。天然孔隙比1.631，飽和度96.6，液性指數1.52，塑性指數27.0，粘聚力6.0kPa，內摩擦角0.9。高含水量、高壓縮性，物理力學性質差，為本工程主要地基壓縮層，易變形和失穩。2.5 III1淤泥質粘土灰色、飽和、流塑，薄層狀鱗片狀結構。頂板埋深10.5017.30m，層厚18.8033.50m。地基土容許承載力0=58kpa。天然孔隙比1.407，飽和度97.8，液性指數1.37，塑性指數17.4，粘聚力8.0kPa，內摩擦角6.8。高含水量、高壓縮性，物理力學性質差，為本工程主要地基壓縮層，易變形和失穩。2.6 III2亞

4、粘土灰色，流塑軟塑，薄層，夾亞砂土薄層。頂板埋深20.535.5m，層厚30.0043.8m。厚度3.019.1。地基土容許承載力0=90kpa。天然孔隙比0.937，飽和度100.0，液性指數0.79，塑性指數15.1，粘聚力30.0Pa，內摩擦角17.3。本工程地下土層沒有承壓水。圖1 鉆探孔平面位置圖圖2 工程地質斷面圖3. 不利因素3.1 寧波地區的軟土力學性質差，對變形比較敏感；土層為鱗片狀，排水性能很差；天然孔隙比、飽和度高。3.2 承臺邊線距離水渠最近約為7.0m左右，距離甬江大堤最近20.39m，東側邊線距離便道最近9.5m左右；承臺南側邊線距離便道最近約為12.5m左右；承臺

5、西側邊線距離施工道路最近為7.6m左右；承臺北側邊線距離熱力管道最近為4.3m左右，重力式大堤高出基坑底近5m，要考慮大堤和水渠的整體穩定性。3.3 基坑開挖時間為2008年10月份，這個季節處于高潮位期、臺風期，百年一遇水位為3.72m，此時水壓高度7.72m。3.4 受水渠、熱力管道、防汛大堤、水平支撐的影響，出土方向只能在南邊，挖土比較慢。工程樁凈間距約為3.4m，導致局部修土困難。4. 圍堰設計形式D2索塔承臺根據基坑工程上述特點及施工條件并結合以往工程實踐經驗和項目自身的條件（鎮海側采用鋼管樁施工，采用的鋼管樁材料將用在全橋支架上，如果北侖側也采用鋼管樁施工，將產生多余的支撐材料且北

6、侖側土質較鎮海側差，水位較高，土體穩定性受滲水影響較大），經過多個方案的分析計算比較，決定選用以下支護結構形式：基坑東側、南側、西側三側采用W型（600mm210mm18mm）鋼板樁圍護，靠近水渠一側（北側）采用6108螺旋電焊鋼管樁，根據不同地段土層情況，樁長24.00m27.00m。考慮到北面靠近河渠，為了防止滲水，在鋼管樁外側施打一排長12m，型號為（400mm170mm15.5mm）的鋼板樁。鋼板樁中心離承臺邊距離1.5m。圍堰支護樁與圍檁需盡量緊靠，在牛腿位置兩者需采用焊接連接，其中空隙采用素混凝土充實，在其間放置一定數量的10鋼筋防止混凝土受力后開裂后掉落。10鋼筋必要時與圍檁、支

7、護樁焊接固定。具體分布如下圖：圖3 圖4 基坑支撐示意圖5. 鋼板樁圍堰施工結構的設計計算5.1計算方式計算工具采用理正基坑支護軟件，結合部分手工復核計算。5.2計算思路（1）采用鋼板（管）樁加設鋼支撐的支護形式，單元計算采用m法，結合經驗系數進行調整；（2）地面超載按不同的周邊環境及施工圍堰的結構形式進行設置；（3）截面設計按以下工況計算的最大彎矩進行設計：工況一：自然地坪放坡開挖至鋼支撐圍檁底-0.300，安裝圍檁及一道鋼支撐；工況二：第二次開挖至開挖標高4.00；工況三：鋼支撐安裝完畢后后，土體開挖到基坑底部并及時施工500厚鋼筋混凝土墊層；（因設計按最不利因素考慮該工況視同工況二處理下

8、列計算就不予列出） 工況四：橋墩承臺分層澆搗，第一層2500厚混凝土施工完畢（至-1.000），承臺周圍和圍護樁之間澆搗混凝土換撐帶強度達到80%后，拆除鋼支撐；工況五：承臺全部施工完畢，承臺周圍土體回填后拔除鋼管樁。5.3支護計算各工況：5.4支護樁單元計算結果匯總表：基坑等級：級 重要性系數：1.00 計算區域挖土深度（m）支護樁型樁長（m）單樁最大彎矩(kN.m)支撐力（kN/0.71m）樁身最大位移（mm）整體穩定系數抗隆起系數抗傾覆系數挖至坑底Terzaghi區6.500610鋼管樁24.00275.15122.9946.421.3733.1971.380區6.500W型18.002

9、75.60131.4648.791.3616.8391.365區6.500W型18.00267.89139.5949.611.3237.8401.3755.5支護樁單元計算結論從以上一系列的計算及分析中可看出采用設計的鋼板樁及鋼管樁作為圍堰施工是能夠滿足施工要求的也是合理的。6. 拉森鋼板樁施工工藝流程： 7. 施工準備：7.1試樁鋼板樁沉樁施工前先試樁，試樁位置選擇在離施工現場不遠處與施工現場地質條件相似位置或在鋼板樁施工位置選取具有代表性區域，試樁數量不小于10根。試樁的各項試驗數據經分析后確定現場施工所采用的鋼板樁類型及施打機械型號。7.2鋼板樁的檢驗對鋼板樁，一般有材質檢驗和外觀檢驗，

10、以便對不合要求的鋼板樁進行矯正，以減少打樁過程中的困難。7.2.1外觀檢驗：包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等項內容。檢查中要注意：a）對打入鋼板樁有影響的焊接件應予以割除；b）割孔、斷面缺損的應予以補強；c）若鋼板樁有嚴重銹蝕，應測量其實際斷面厚度。原則上要對全部鋼板樁進行外觀檢查。7.2.2材質檢驗：對鋼板樁母材的化學成分及機械性能進行全面試驗。包括鋼材的化學成分分析，構件的拉伸、彎曲試驗，鎖口強度試驗和延伸率試驗等項內容。每一種規格的鋼板樁至少進行一個拉伸、彎曲試驗。每20-50t重的鋼板樁應進行兩個試件試驗。7.3鋼板樁吊運裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運

11、時，每次起吊的鋼板樁根數不宜過多，并應注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運常用專用的吊具。7.4鋼板樁堆放鋼板樁堆放的地點，要選擇在不會因壓重而發生較大沉陷變形的平坦而堅固的場地上，并便于運往打樁施工現場。堆放時應注意：7.4.1堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便；7.4.2鋼板樁要按型號、規格、長度分別堆放，并在堆放處設置標牌說明；7.4.3鋼板樁應分層堆放，每層堆放數量一般不超過5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3-4米，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2米。7.5機械設備配置在較深水中打樁時，

12、要根據工地使用機械及水上作業的設備要求安排；在岸邊或淺水處，可采用用簡易腳手架或直接用打樁機或吊機、扒桿等機械打樁。打鋼板樁時選用較輕型樁架，一般錘重宜大于樁重、錘擊能要適當。本項目18米拉森鋼板樁及鋼管樁采用50t履帶吊及DZ90型液壓振動錘配合沉樁；12米拉森鋼板樁采用專業50t履帶式高頻鋼板樁打樁機。71 50t履帶吊及DZ90型液壓振動錘配合沉樁72 專業50t履帶式高頻鋼板樁打樁機7.6導架的安裝在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設置一定剛度的、堅固的導架，亦稱“施工圍檁”。導架采用單層雙面形式，通常

13、由導梁和圍檁樁等組成，圍檁樁的間距一般為2535米，雙面圍擦之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大815mm。導架的安裝，一般是先打定位樁或作臨時施工平臺。導架采用在工廠或現場分段制作，在平臺上組裝，固定在定位樁上。當未設定位樁時，直接放置在施工平臺上，待插打入少量鋼板樁后，逐漸將導框固定到鋼板樁上。安裝導架時應注意以下幾點：（1）采用經緯儀和水平儀控制和調整導梁的位置。（2）導梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高施工工效。（3）導梁不能隨著鋼板樁的打設而產生下沉和變形。（4）導梁的位置應盡量垂直，并不能與鋼板樁碰撞。 73 鋼板樁施工導架8. 鋼板樁施打拉森鋼板樁施工質量直接

14、關系到施工止水、擋土和基坑安全，是本工程施工最關鍵的工序之一。8.1 鋼板樁施打方法的區分及各法優缺點的比較8.1.1根據鋼板樁打入方法不同可采用“單獨打入法”和“屏風打入法”施工。兩種方法的優缺點及適用條件見表2。 單獨打入法和屏風打入法優缺點比較 表2比較內容施工方法優點 缺點 適用條件 單獨打入法 打入方法簡便迅速不需輔助支架 易使鋼板樁向一側傾斜，誤差積累后不易糾正 板樁墻要求不高，板樁長度較小的情況 屏風式打入法 可減少傾斜誤差積累，阻止大的傾斜，易于實現封閉合攏，保證施工質量 插樁的自立高度較大，必須注意插樁穩定和施工安全，施工速度較慢 除個別情況外均適用 8.1.2根據鋼板樁之間

15、的鎖扣方式，還可采取大鎖扣扣打施工法及小鎖扣扣打施工法施工。如圖82所示。兩種方法的優缺點及適用條件見表3。 圖82鋼板樁打入方式示意圖(a)大鎖扣扣打施工法； (b)小鎖扣扣打施工法大鎖扣和小鎖扣扣打施工法優缺點比較 表3比較內容施工方法優點 缺點 適用條件 大鎖扣扣打施工法打入方法簡便迅速 鋼板樁有一定傾斜度不止水,整體性較差,板樁用量較大 僅適用于強度較高透水性差，對圍護系統要求精度低的工程 小鎖扣扣打施工法能保證施工質量,且止水效果、支護效果均較好，板樁用量較少 打法較復雜 適用范圍廣，大都采用此種方法 8.2鋼板樁施打方式方法的確定8.2.1試樁施工過程及出現的問題試樁位置選擇在承臺

16、東側，由東北角開始進行，試樁共安排了11根鋼板樁做為試樁；首先由測量隊準確放出圍堰在東側的施打位置，根據圍堰尺寸及現場情況制作導架，采用50t履帶吊及DZ60型液壓振動錘配合按小鎖扣扣打施工法和單獨打入法沉樁。在試樁施打過程中1、4、6號樁在施打過程中的前6米左右下沉速度較快，待下沉6米左右后下沉速度逐漸緩慢，鋼板樁下沉的前6米平均下沉速度為515s/m，待下沉6米左右后下沉速度僅為180360 s/m，6號樁甚至在沉樁10米后不再下沉，且有出現傾斜現象，需不時調整振動錘方向來調整斜率，但最后還是只能重新拔起進行二次施打。由于1號樁施打過程中僅考慮到鋼板樁的垂直度而忽略了其與圍堰坐標控制線的順

17、直度，施工中雖按照質量控制標準控制但由于1號樁是定位樁，對質量要求需更嚴格，但在施工中并沒有提高對定位樁的質量控制，同時導架在試樁時也過于薄弱（簡單地在施工現場放置2根焊接到一起并平聯起來的12米30030021的H型鋼，而且也未對導架進行必要的固定），從而使得7、8、9、10、11號樁施打中位置漸漸偏離圍堰坐標線，且7、9、11號樁在施打過程中引起周邊相臨樁溜樁情況出現，使得7、9、11號樁不能施工至所需的標高高度。試樁進行了整整3個工作日，整個過程中效率低下且施工質量不容樂觀，在11根試樁中僅2、3、5號樁施工正常，其它樁都不同程度的出現溜樁或周邊板樁溜樁以及因斜率控制不好形成相臨樁相互擠

18、壓不能下沉，導架也在試樁過程中散架2次，不能夠起到應有的導向作用。最后只能對6、7、11號樁采用大鎖扣施打，3、4、5號樁采用小鎖扣扣打法。8.2.2試樁問題的解決及正確鋼板樁施打方式方法的確定經過前期施工試樁階段出現的問題進行分析后認為：（一）導架鋼度及整體性較差且自我穩定性不足；（二）振動錘振動力不足，在受到一定阻力后不能下沉板樁，近而只是在一個范圍土層產生振動，導致附近土體液化使得臨近鋼板樁溜樁。（三）對定位樁質量要求不嚴，重視不夠。（四）鋼板樁施打法需多樣化，不能只拘于一種，需集所有施工方法方式的優勢。所以在鋼板樁的施工進入正軌后項目部在施工時首先加強了導架強度的自身穩定性（如照片73

19、所示）；并在振動錘方面將原有的DZ60型液壓振動錘更改為DZ90型液壓振動錘（如照片71所示）；定位樁施工（基本上都為承臺轉角處的鋼板樁）時加強對其斜率、順直度等控制；通過對兩種鋼板樁施打方法及兩種鎖扣扣打施工方法的摸索與比較，從項目實際情況出發為保證鋼板樁打設精度總體采用了屏風式打入法，少數量特殊情況采用單獨打入法，鎖扣采用大鎖扣扣打施工法和小鎖扣扣打施工法相結合即承臺轉角和沉樁施工中跟樁嚴重需重新施打導向樁時采用大鎖扣扣打法，其它情況全部采用小鎖扣扣打法。81 沉樁施工中跟樁嚴重需重新施打導向樁時采用大鎖扣扣打法82 承臺轉角采用大鎖扣扣打法83 小鎖扣扣打施工法8.3鋼板樁施工過程在試樁

20、后確定了鋼板樁施打方式方法并對一些設備等進行調整后進入正式施工，施工時首先用吊車（專業沉樁設備）將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時每個鎖口都對準，每插入一塊相扣12米時立即先開啟振動錘輕輕錘擊。在打樁過程中，為保證垂直度，用兩臺經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖扣中心平面位移，在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。同時在圍檁上預先算出每塊板塊的位置，以便隨時檢查校正。將10-20根鋼板樁成排插入導架內，使它呈屏風狀，然后再施打。通常將屏風墻兩端的一組鋼板樁打至設計標高或一定深度，并嚴格控制垂直度，用電焊固定在圍檁上，然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入。施工順序有正向順序

21、、逆向順序、往復順序、中分順序、中和順序和復合順序。施打順序對板樁垂直度、位移、軸線方向的伸縮、板樁墻的凹凸及打樁效率有直接影響。因此，施打順序是板樁施工工藝的關鍵之一。我部在施工中選擇原則是：當屏風墻兩端已打設的板樁呈逆向傾斜時，應采用正向順序施打；反之，用逆向順序施打；當屏風墻兩端板樁保持垂直狀況時，可采用往復順序施打；當板樁墻長度很長時，可用復合順序施打。施工中應根據具體情況變化施打順序，采用一種或多種施打順序，逐步將板樁打至設計標高，一次打入的深度一般為05-30米。在施工過程中要求注意以下幾點要求：（1）鋼板樁放線施工，樁頭就位必須正確、垂直、沉樁過程中，隨時檢測，發現問題，及時處理

22、。沉樁容許偏差：平面位置縱向100，橫向為-500；垂直度為5。（2）沉樁施前必須平整清除地下、地面及高空障礙物，需保留的地下管線應挖露出來，加以保護。（3）基坑開挖后鋼板樁垂直平順，無嚴重扭曲、傾斜和劈裂現象，鎖口連接嚴密。（4）打樁前，在鋼板樁的鎖口內涂油脂，以方便打入拔出。組樁及單樁的鎖口內，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。（5）在插打過程中隨時測量監控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。（6）振樁前，振動錘的樁夾應夾緊鋼樁上端，并使振動錘與鋼板樁重心在同一直線上。（7）振

23、動錘夾緊鋼樁吊起，使鋼板樁垂直就位或鋼板樁鎖口插入相鄰樁鎖口內，待樁穩定、位置正確并垂直后，再振動下沉。鋼板樁每下沉12左右，停振檢測樁的垂直度，發現偏差，及時糾正。（8）沉樁中鋼樁下沉速度突然減小，應停止沉樁，并鋼樁向上拔起0.61.0m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其他措施。鋼板樁打設公差標準項目 允許公差板樁軸線偏差 土10Cm樁頂標高 土10Cm（一般也可視現場具體情況）板樁垂直度 土5(9）鎖扣需密扣且保證開挖后入土不小于2米，保證鋼板樁順利合攏；特別是工作面的四個角要使用轉角鋼板樁，若沒有此類鋼板樁，則用舊輪胎或爛布塞縫或采用反扣補樁、大鎖扣扣打等輔助措施密封。(10) 鋼

24、板樁插打完，即可開挖。設計有支撐的圍堰，先支撐再開挖，并檢查各節點是否頂緊，板樁與支撐是否焊接牢靠，防止因開挖而出現事故。開挖速度不能過快，且要隨時觀察圍堰的變化情況。當鎖口不緊密有漏水時，用棉絮等在內側嵌塞，同時在漏縫處撒大量木屑或谷糠，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞，在樁腳漏水處，可采用砼封底等措施。打入樁后，在開挖過程中全程進行樁體的閉水性檢查，對漏水處進行焊接修補，每天派專人進行檢查樁體。84 圍堰施工整體效果實照9. 質量控制9.1使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學成份的出廠證明文件，并詳細丈量尺寸，檢驗是否符合要求。單位：mm 表4項 目允許偏差總寬度W+10-5總高度H6.5腹板

25、厚度t 101.010161.2161.5長 度無規定鐮刀彎10m0.12%總長10m0.10%（總長-10m）+12翹曲10m0.25%總長10m0.20%（總長-10m）+25端面斜度4%的寬度9.2在拼接鋼板樁時，兩端鋼板樁要對正頂緊夾持于牢固的夾具內施焊，要求兩鋼板樁端頭間縫隙不大于3mm，斷面上的錯位不大于2mm，使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學成份的出廠證明文件，并詳細丈量尺寸，檢驗是否符合要求。9.3對組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴密。9.4為保證插樁順利合攏，要求樁身垂直，并且圍堰周

26、邊的鋼板數要均分，為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設固定于圍堰上的導向木，順導向木下插，使第一組鋼板樁樁身垂直，由于鋼板樁樁組上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發現傾斜，及時調整，使每組鋼板樁在順圍堰周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5，同時為了使圍堰周邊能為鋼板樁數所均分，事先在圍堰導梁上按鋼板樁組的實際寬度畫出各組鋼板樁的位置，使寬度誤差分散，并在插樁時，據此調整鋼板樁的平面位置，使誤差不大于15mm，當仍有困難時，將合龍口兩邊各幾組鋼板樁不插到施工所需標高，在懸掛狀態下進行調整。在無法順利合攏時，則根據合攏口的實際尺寸制造異形鋼板樁、連接件

27、法、騎縫搭接法、軸線調整法、反扣補樁、大鎖扣扣打等輔助措施密封合攏。9.5在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m，所以，在組拼鋼板樁時要預先配樁，在運輸、存放時，按插樁順利堆碼，插樁時按規定的順序吊插。9.6在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。9.7鋼板樁圍堰在基坑開挖使用過程中，鋼板樁鎖口漏水，在圍堰外撒大量細煤渣、木屑、谷糠等細物，借漏水的吸力附于鎖口內堵水，或者在圍堰內用板條、棉絮等楔入鎖口內嵌縫，撒煤渣等物堵

28、漏時，要考慮漏水、掉土的方向并盡量接近漏縫，漏縫較深時，用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒，同時當圍堰內開挖至各層支撐圍檁處，逐層將圍檁與鋼板樁之間的縫隙用混凝土澆筑密實，使圍檁受力均勻。10. 結束語鋼板樁其運用的承臺圍堰形式多樣：有矩形、多邊形、圓形等也可作成單層與雙層圍堰，鋼板樁圍堰適用于水深4m以上，河床覆蓋層較厚的砂類土、碎石土和半干性粘土，風化巖層等基礎工程，形成的圍堰整體性好、防水性能好、適用性強等特點被廣泛地運用在各類基礎工程施工中，目前采用該施工方法的索塔承臺已進行承臺澆筑階段，利用鋼板樁作為承臺圍堰為項目取得了良好的經濟效益。本文通過施工實踐與摸索具體結合在現場施工過程中遇到的具體問題及解決問題的方法，總結出從試樁到圍堰施工完成過程中一整套的施工工藝，為將來的鋼板樁圍堰施工提供參考依據。