U形板桩在河道整治施工中的应用

U形板桩在河道整治施工中的应用

陈启洪

东莞市运河治理中心广东东莞523000

摘要：在河道整治工程中，U形板桩的运用能够加强堤坝的稳固性，而且具有经济性和外观质量高的施工效果，具有广阔的应用前景。本文结合河道整治工程实例，以此为背景主要介绍了U形板桩的施工工艺、质量和安全控制措施以及施工中的注意事项，旨在为同类工程提供借鉴，确保U形板桩在水利堤防中的应用效果。

关键词：河道整治；U形板桩；坝基；施工技术；质量控制

U形预应力混凝土板桩（以下简称U形板桩）是近年来开始推广和应用的一种新型的预制混凝土挡土结构形式，该结构采用U形截面设计，尽可能在节省材料的基础上，保证结构抗弯和抗剪的性能，增加截面挡土宽度，提高性价比。相比其他板桩，从经济效益和社会效益来说，更具有优势和发展前景。但我国使用这种施工方法的时间还比较短，各方面还不成熟，理论和经验都不足，这就需要我们在实际的施工中能够根据具体情况总结经验。下面，文章结合工程设计实例阐述该类型桩在河道护岸中的应用，对河道整治工程中U形预应力钢筋混凝土板桩的施工技术方法、质量控制关键点、控制措施等进行了探讨，以确保U型板桩在水利堤防中的应用效果。

1工程简介

某河道整治工程（IV标）U形板桩工程，采用预应力混凝土板桩（U-CS-450-Ⅱ）对里程桩号X-PLK9.40+000.00～X-PLK-0+49+4.37沿岸进行护岸加固处理。该工程采用1985国家高程系统，施工段X-PLK9.4-0+000.00～X-PLK-0+49+4.37的桩型为U-CS-450-Ⅱ-10，桩顶标高为3.00m，桩底标高为-7.00m；该工程防洪标准为20年一遇，无通航要求，水上交通比较方便，U形板桩施工均在水上实施。工程自上而下地质结构划分为8个地质层组，分别为素填土层→淤泥层→淤泥质粉土→黏土层→黏土层→粉质黏土层→淤泥质粉质黏土层→砂质粉土层。

钢筋混凝土板桩结构如图1所示。

图1钢筋混凝土板桩结构平面图

2施工前的准备工作

该工程采用施工船舶（承载量200t）（振动綞（型号：ZDJ135）、履带吊（型号：SCC550C）配合施工。施工船舶垂直于施工路线布置，四角小八字锚机锚锭，锚锭角度要适应现场河域条件，履带吊放置于施工船舶前端。在施工前应设置安全作业区，对施工段向外延伸20m的区域进行安全围护：用竹竿插入航道底上端露出水面1.50m，设置于施工区域的4个转角，并且每50m设置一根，然后用警戒小旗围护，每根竹竿上端固定一个警戒灯，用于警示夜间航行船舶，确保通航安全。

根据施工现场的实际情况，大堤外侧河道局部有碎石，施工船舶吃水深度1～1.50m，在施工作业前，需对大堤外侧相应范围河道进行清理，达到施工作业深度要求，使施工船舶能够正常靠岸，满足施工要求。施工前应抄平河底泥面，但不能超挖、扰动河底土体。

3板桩的施工

3.1板粧预制及吊输

3.1.1板桩预制

该工程所用钢筋混凝土板桩为U形断面，厚0.45m，宽1.02m，长10m，板桩结构型式为卡口式，其目的是为了使板桩结合紧密，提高岸坡抗冲刷及防渗能力。为能使板桩整排整齐打入基础，在板桩两侧设计阴阳榫。板桩一边预制成通长的阴榫；另一边自桩顶到水底的冲刷深度（冲刷深度为设计深度）作为阴榫，剩余段到桩尖预制成阳榫。板桩下部两边预制成阴榫和阳榫是为板桩施工时准确导向：上部两边均预制成阴榫使两根板桩结合处形成空腔，空腔中采用细石混凝土填塞，以防漏料并形成整体。板桩的底端厚度方向预制成尖榫形，为在施工时使后面施打的板桩与已打好的板桩靠紧，将板桩端阴榫一边预制成斜角。施工时，地基力对此斜角面产生一个推挤力使相邻板桩紧靠一起。为保证桩与桩之间紧密连接，预制板桩时应严格控制施工质量，使板桩各项指标控制在允许偏差范围之内。

预制钢筋混凝土板桩允许偏差应符合国家标准《建设桩基技术规范》（JGJ94-2008）中所规定的预制钢筋混凝土板桩允许偏差值范围。

3.1.2运输、起吊

钢筋混凝土板桩预制达到设计强度后方可由预制厂运至施工现场。施工前，由建设单位、监理单位及施工单位联合进行外观检查验收，验收合格后方可施工。运输过程中应将板桩固定好、垫稳，防止碰撞和滚落，严紧拋掷。在板桩吊装过程中应做到轻起轻放，保持平稳。堆放板桩应做到堆稳放平，防止倒塌滑落损坏板桩。

3.2板粧施工技术

3.2.1施工关键节点控制

a.定位。量定位，进场后立即进行三方复测，符合规范要求后才能进行施工。

b.定位型钢施工。定位型钢施工过程中，用两台经纬仪（摆放在夹角约90°的方向位置上）控制定位型钢垂直度，其偏差允许值不得大于0.50%。定位型钢打入河底土内深度应比设计板桩深入河底土内深度长出0.5～1m，上部应高出设计板桩的桩顶高程0.20～0.30m。

c.钢围檩架安装。定位型钢施工完成后，应进行钢围檩架安装。安装过程中，严格控制钢围檩与钢筋混凝土板桩侧壁接触的导向段的垂直度，其间距控制在所规定的偏差范围之内。钢围檩架安装完成后即可转入下道工序进行钢筋混凝土板桩施工。

d.紧固装置。板桩在施工过程中，为确保板桩与板桩之间的缝隙扣合严密，通常采用合理有效的能提供水平约束力的滑轮卡槽式紧固装置，加力结构配用人工手拉葫芦。人工手拉葫芦的施力根据现场实际情况结合施工经验，灵活调节板桩施工过程中的垂直度。

e.防止带桩。钢筋混凝土板桩在施工过程中，特别是板桩施工至设计高程时，应将施工结束的桩体与前一根已完成的桩体采取有效固定措施，连成一墙体，避免在后继板桩施工过程中将临近的板桩带下。

3.2.2沉桩施工方法

钢筋混凝土板桩在沉桩前应做好施工组织设计和施工技术交底，并按照《板桩码头设计与施工规范》《港口工程桩基规范》中有关规定进行施工。

a.基线测量。在钢筋混凝土板桩施工前，对建设单位提供的现场控制网的坐标控制点和高程基准点进行复测，然后根据这些平面坐标控制点和高程基准点对施工现场进行内插点布测，最后放出即将进行施工沉桩基线的点并做好固定标识。

b.板桩定位。为使护岸板桩墙符合设计要求，做到稳固、美观，在沉桩施工前，一要控制好板桩的轴线位置，二要控制好每根板桩的平面扭曲。因此，板桩导向架是沉桩施工的重中之重，务必严格按照设计要求进行加工，导向架如图2所示。

图2导向架

c.沉桩。钢筋混凝土板桩整个施工过程中，沉桩是关键工序。为了能使板桩桩体紧密连接，采用振动綞配合履带吊单方向顺序施工，以达到桩体紧密连接的最佳效果。

板桩施工过程中，采用单根施打方式，首先在板桩沉桩施工前，根据拟定的方向进行导向架打设与安装，导向架作为板桩施工的导向，使板桩的阴榫与阳榫口能紧密对接，符合质量标准。在板桩沉桩时，振动綞和板桩一定要保持在同一条轴线上。沉桩施工过程中对桩体应加强观测，若发现异常情况，应作好记录，并查明异常情况原因，然后采取相应措施。当板桩顶部达到设计高程时应及时进行夹桩，以便板桩的桩基形成一个整体，并对施打完成的板桩是否偏位进行施测。沉桩施工过程中应严格控制好沉桩施工质量，确保板桩与板桩之间紧密连接。

4板桩沉桩质量控制

钢筋混凝土板桩是一个刚性体，轴线方向阴阳榫锚固连接在地下形成一堵连续墙体，从某种意义上说定位桩的垂直度和稳定性对于后期钢筋混凝土板桩沉桩施工起到关键作用。因此，施工过程中严格控制定位桩的平面位置、设计标高和垂直度。对于定位桩的平面位置和垂直度的控制，通常采用两台经纬仪进行施测，并根据设计要求把定位桩打到设计高程，保证定位桩的稳定性和符合性。待整个定位桩的施工完成后，即可组织钢筋混凝土板桩施工，依次逐根将板桩套榫插入，然后将板桩一次性沉入至设计高程位置。在施工过程中，严格控制每根桩的正位程度，确保沉桩施工质量。具体质量控制措施如下。

4.1板粧轴线控制

板桩施工时，应严格控制轴线，其偏差值应控制在20mm之内。板桩在沉桩施工前应对整个轴线进行复合，随时检查和调整夹桩装置，以保证板桩轴线符合设计要求，防止板桩脱榫。

4.2板粧垂直度控制

板桩施工时应严格控制其桩身垂直度，桩身垂直度一般采用两台经纬仪或红外线水平仪进行监测，并随时进行调整与校正。在施工开始至板桩沉入土层1～2m期间，若发现板桩偏移或倾斜应立即停止施工进行调整，拔出板桩、清理障碍物并回填好土基后重新开始板桩施工。若桩体严重倾斜时，应拔出桩体采用钢桩定位后再进行沉桩施工。沉桩垂直度应控制在1%之内。

4.3板粧的高程控制

板桩施工时应严格控制高程，以板桩下端部达到设计高程为符合设计要求，板桩在施工至临近设计高程时，应调节打桩机的相关振动参数来控制打桩下沉速度直至桩顶达到设计高程。桩顶允许偏差应控制在-50～+100mm范围内。

4.4板粧动测试验

成桩动测抽测率根据相关规范及设计要求进行抽测，单桩缺陷面积小于20%。

4.5沉粧允许偏差控制

沉桩施工质量控制主要从四个方面进行控制：○a设计标高处平面位置（垂直于布桩轴线方向和沿布桩轴线方向）；○b垂直度（垂直于布桩轴线方向和沿布桩轴线方向）；○c桩尖高程；○d板桩间缝宽。

沉桩允许偏差参考《水运工程质量检验标准》（JTS257—2008）。

5结论

总之，U形板桩在河道护岸工程中应用有较大优势。为确保U形板桩在水利堤防中的应用效果，需要对U形板桩的应用进行科学有效的管理。这要求在使用的过程中，精心策划，合理组织，保证其工序合理，制订出科学的施工方案，并实行实时观测，做好每一步的记录工作，加强对施工人员专业能力的培养，特别是对检测方面，从而严格控制施工质量，充分发挥该类型板桩的应用价值，确保施工顺利进行，保证工程施工质量。笔者始终相信U形预应力混凝土板桩应用于河堤和护岸结构中的前景是相当广阔的，希望本文能够为类似工程提供经验借鉴。

参考文献：

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