塑钢板桩施工技术在河道整治工程中的应用

塑钢板桩施工技术在河道整治工程中的应用

奚爱慧

上海崇明水利工程有限公司

摘要：水环境的长治久安取决于岸上，河岸没有植被遇到雨天，混杂着泥土的污水就会不受阻拦的流入河道。经过几年的治理，上海区域内的河道整治工作已经取得一定成效。塑钢板桩具有施工占地面积小、便于搬运堆放、绿色环保无污染等优势，既能满足工程安全要求，又能兼顾生态效果和景观效果。本文笔者结合崇明区2021年东平镇老北横引河河道整治工程，塑钢板桩施工技术在河道整治工程中的应用展开论述，以期为同类工程起到借鉴作用。

关键词：河道整治；护岸；塑钢板桩

河道整治工程的实施，不仅增加了水面积，提高片区蓄排能力，减轻整个城市的防洪除涝压力。与此同时，基于生态环境、水环境管理、水景观打造等基本理念下，推动复合生态型河流廊道得到真正意义上的落实，构建起一个宜居优质的公共滨水环境。为了更好的展现老北横引河所蕴藏的丰富资源和特有地域特性，为城市生态文明建设和自然景观风貌的打造奠定基础，同时促使城市与水系形成和谐关系，让河流与城市融合发展，真正意义上实现水清、河畅、景美、岸绿的治理效果。基于该背景下，在进行河道整治期间必须重视起对新技术、新材料、新工艺的运用，以便在提升河道效果，保障安全性的同时，提升生态效果，保证生态景观的打造与水利工程治理实现双赢。本工程采用的塑钢板桩作为定植桩使用，既能防止河道边坡水土流失，又能为水生植物提供足够的种植平台。在保证安全的同时，确保河道整体的美观性能。

1塑钢板桩

塑钢板桩，主要是指运用强化复合材料所构建起的较为特殊的一次性挤压成型高强度塑钢板桩。该材料有着多种优势，包括抗老化、可有效隔水、材质轻盈、耐腐蚀等，同时使用寿命也相对更长，施工处理工艺更加快捷等。除此之外，其还具有绿色环保特征，与河道治理工程的要求相符合。为此，早在2016年该材料就被水利部纳入到了实用技术推广目录。目前，在排涝、防洪、泥石流等多种自然灾害和河道工程项目中，均能够看到塑钢板桩的身影，获得了行业的一致认可。从物理学原理来看，该材料在设计上主要采用了较为多见惯性矩截面，每一片两侧都配备了相应的接头，并且基于接头来进行板桩之间的连接，这就能够在完成组合操作之后，确保塑钢板板桩更好的与堤岸相贴近。板桩本身的材质非常的稳定、坚固和持久，不会因水质条件和气候因素而受到影响，针对水土环境也不容易造成污染，具有较高的绿色环保性能。与此同时，相较于钢板桩，其塑钢板桩的质量只有1/8左右，安装操作都非常简单，施工起来也相对快捷，这就能够更好的形成贯穿整个堤岸的连体板墙。

本文以崇明区2021年东平镇老北横引河河道整治工程为引，着重论述塑钢板桩在水利工程中应用，可能遇到的问题及处理。

2工程概况

2.1项目概况

崇明区2021年东平镇老北横引河河道整治工程（以下称本工程），本工程位于崇明区东平镇，本工程主要工程量为整治河道6.46公里，疏浚土方81407.71立方米，开挖土方4690.14立方米，回填土方11861.76立方米，新建护岸（坡）12767.43米、防汛通道13849平方米，种植绿化53803.32平方米（陆域绿化25339平方米、斜坡绿化22374.70平方米、水生植物6089.62平方米）等。

2.1塑钢板桩护岸结构形式

表1 砼方桩及木桩施工参数表

(1)B1型护岸结构（塑钢板桩护岸+生态砌块护岸）

桩号为N2+339.33-N3+563.01、N4+209.91-N5+077.46，总长2091.23m，河道内侧打MA718*180*9塑钢板桩，桩长2m，挡墙底板采用C30钢筋砼，挡墙上方砌筑生态砌块，高程至3m。砌块后方填筑碎石反滤料，砌块顶部与现有坡面连接。

图1B1型护岸结构

(2)B2型护岸结构（塑钢板桩护岸+生态砌块护岸）

桩号为N3+755.13-N4+052.28、S2+871.36-S4+431.22，总长1855.01m，河道内侧打MA718*180*9塑钢板桩，桩长2m，挡墙底板采用C30钢筋砼，挡墙上方砌筑生态砌块，高程至3m。砌块后方填筑碎石反滤料，砌块顶部连接至4.0高程，坡度1:2。

图2 B2型护岸结构

(3)C型护岸结构（亲水平台护岸）

桩号为N3+563.01-N3+755.13、N4+052.28-N4+209.91、N5+077.46-N5+198.45，总长463.74m，基础采用双排长度6m的C30混凝土方桩，前排间距0.718m，并设置长度1.5m塑钢板桩连续施打，后排方桩间距1.436m，顶部布置15cm厚钢筋砼平台，表面铺设100*50厚塑木地板。每隔50m设置一座3m宽台阶与现在地面连接。

图3 C型护岸结构

2.3地质水文情况

（1）气象状况

上海市位于长江三角洲东部前缘，属亚热带海洋性季风气候区，气候温和湿润，四季分明。年平均气温为15.4℃，最热为7-8月份，最高平均气温为32℃，最冷月为1-2月份，最低平均气温为1℃。年降水量为1144mm，夏秋之季常有热带风暴侵袭，多雷暴雨；秋冬季节常有大雾天气。上海地区年主导风向夏季为东南风，冬季为西北风，年平均风速为3.8m/s。

（2）地形地貌及土层情况

上海位于长江三角洲入海口东南前缘，属三角洲冲积平原，成路较晚，地貌形态较单一。土层特性如下表所示：

表2河道部分场地土层物理力学性质表

3塑钢板桩施工工艺要点

3.1塑钢板桩施工工序

塑钢板桩准备→塑钢板桩打设→偏差纠正。

3.2施工准备

在施工之前，必须对河岸区域的场地进行压紧实，具体可以配合碎石垫层来铺设处理，以保证后续大型设备施工安全性。取与岸边距离2-5米的位置作为桩施工位，而岸边需要设定宽度充足的临时通道，以便后续操作。

桩位定位放样前测量人员需根据施工图纸认真计算并复核桩位坐标，确保坐标无误后根据基线控制点，根据桩位平面图使用全站仪进行桩位放样，并打入明显标记，桩位放样应确保准确无误，定位精度误差控制在5㎜以内。经过监理复核后方可开钻。基点应做特殊专门保护，不得损坏。

3.3塑钢板桩的检验、吊装、堆放

塑钢板桩是由厂家根据施工现场需求整装发送到目标位置，现场在进行卸货处理时，需要配备相应的吊装带和挖掘机，通常是15根捆扎在一起，而质量则普遍为4t，长度通常是12m。

（1）在进入到现场后，首先需要对塑钢板桩实施检验，观察材质和外观情况，及时排除不符合标准的材料。

（2）在对塑钢板桩进行吊装时，必须坚持两点吊装处理方案。在吊装运输期间，必须注意控制吊装数量，避免对锁口带来损伤。

（3）塑钢板桩堆放管理：所有检查合格的塑钢板桩均需要集中堆放，以方便后续施工调配和统一管理。针对存放的地点，必须尽量选择平坦且坚固的区域，同时尽量靠近施工现场。在进行堆放期间，必须保障以下几点得到切实有效的执行：一是基于施工便利性来选择堆放的方向、顺序与位置；二是根据规格大小、型号差异和长度不同来进行合理分类，同时在对应区域设置标识牌；三是所有的塑钢板桩必须严格实施分层堆放管理，每一层的堆放数量均不得超出5根，每一层之间需要配合垫枕木来进行阻断。常规情况下，需要保持3-4米，并且确保上下各层的垫木能够保持在同一水平线上，堆放的总体高度也不得超出2米。

3.4机械及人工组织

因塑钢板桩本身的材质非常轻薄，且以连接头来实现桩间续接，故现场施工设备非常简单。具体机械设备和人力安排，见表3、表4。

表3施工机械

表4人力组织安排

3.5导架的安装

针对塑钢板桩进入到施工操作环节后，为了提升沉重轴线位置的精准度，保证桩处于竖直状态，以防发生变形屈曲等情况，这就需要配合坚固、坚硬的导架来配合处理，也就是我们通常所说的“施工围檩”。在进行安装操作期间，必须注意以下几点：（1）必须确保导梁能够处于最佳高度标准上，以便更好的完成对板桩高度和工效的控制；（2）常规情况下，需要配合水平仪和经纬仪来进行导梁位置的合理调整、准确调控；（3）导梁的具体位置也必须尽可能地保持垂直桩体，同时能够避免板桩之间相互碰撞；（4）严谨出现在导梁在打桩期间发生变形、沉降等问题。

3.6塑钢板桩施打

针对塑钢板桩在进行打桩操作时，通常以挖机带振锤施打来进行操作，在进行施打操作之前必须对构筑物的实际情况和地下管线较为熟悉，以便精准标定桩中线位。

在实施打桩操作之前，必须对所有的塑钢板桩进行逐一检查，及时舍弃不合格或者变形桩。同时在进行施打期间，还需要动态监测每块桩的倾斜角度，尽量控制在2%范围内，一旦倾斜角度过大就必须立即做好调正处理，或者将其拔起重新施打。

在塑钢板桩桩位达到了标定高度之后，施工人员即可将桩板送出，塑钢板桩保留在标定位置即可完成。

4施工中遇到的问题及处理

4.1沉桩范围内周边障碍物

在对塑钢板桩进行施工操作中，非常容易因岸边植物繁茂枝叶的影响。针对该情况，在进行施工之前，必须对现场河岸边植物的生长情况进行观察，若出现影响打桩的情况，必须停止施工，向业主、监理等相关单位做出及时反馈，获得相关部门协调处理后，对影响施工的枝叶做出修建处理。在保证处理后植物不影响施工后，即可恢复正常操作。

4.2局部位置河底存在硬块

在进行打桩期间，经常性发现河底沉积大量的硬块，这就非常容易使得塑钢板桩无法沉降到对应位置。在与业主、监理、设计等相关单位明确具体情况后，根据硬块数量、大小等做出调整处理，即若局部有1-2根无法达到标定高度，那么可以将超出的部位直接切割到标定高度，保证上部整齐，方便后续压顶施工操作。但若硬块范围非常大，且造成大范围无法沉降到设计高度的情况，那么必须及时做出设计方便变更，配合其他结构来进行调整。

4.3沉桩过快影响线形

在初期进行打桩操作之前，极易出现过度追赶进度，导致外观质量受到影响等情况。针对该情况，项目部必须制定明确的施工进度方案标准，尽量减缓沉桩的施工速度，在确保线形保持直顺的情况下逐项完成后续施工，同时沉降的速度必须控制在0.03m/s范围内，这不仅有利于保障施工进度，同时也有利于质量的保障和线形的掌控。

4.4钢板桩与送桩板分离的问题

在施工期间，经常性出现在下桩期间发生送板桩与塑钢板桩分离的情况，为了提高贴合度，挖机需要持续不断的调整送板桩角度，严重影响操作效率；与此同时，一旦发生分离情况，塑钢板桩就会呈现出扭曲状态，很难做到垂直入土，并且入土的长度也会相应下降。导致该问题多与以下几方面有关：（1）当塑钢板桩下桩的深度达到了4m之后，液压振动锤所带来的振动频率会导致厂家所设计的送板桩两侧的夹子发生松动或者滑脱。（2）送板桩与塑钢板桩末端并未配备有效的包裹处理方案，桩在进入到土体之后，大量的淤泥挤压到缝隙中，导致分离。（3）下桩操作期间，周围的土体呈现为液体，使得桩头部位振动幅度能够达到10cm左右。（4）为了避免送板桩和塑钢板桩之间较大的摩擦力，桩板间隔1m的位置预留了一个开孔，而塑钢板桩进入到河道之后，这个孔隙会涌入大量的淤泥，使得两者分离。

4.5施工优化措施

通过在施工现场的不断试验，针对塑钢板桩的施工工艺，提出了几点优化建议：

（1）在下桩操作期间，可以配合厚实的编织袋将送板桩末端和钢桩进行包裹，防治淤泥进入缝隙引起风力。一旦遭遇无法击穿的卵石层，这种处理方式就不适用。

（2）借助Φ16制作成形状为“Y”的夹子，在以编织袋进行包裹处理后，将夹子夹在编织袋上，进一步提升两者之间的紧密性。但需要引起重视的是，在进行送板桩放入操作中，挖机的拖动作业非常容易导致夹子崩落。

（3）对送板桩预留的开孔进行封装处理，提升整体实施效率。

（4）可经由潜水泵取水注入到水箱中，并在送板桩的背后焊接3根25钢管，再借助水力的高压辅助作用提升下桩效率。

（5）在下桩的初期阶段，必须将速度保持在0.03m/s速度以内，且注意随时根据实际情况对送装钢板的方向和角度做出调整，最大程度上保障保障塑钢板桩的下桩精准性，并且不对周围其他塑钢板桩带来影响。

5结束语

在各个领域的施工高技术飞速发展的背景下，河道治理工程的新技术、新材料也在持续进步。为此，我们在面对河道整治工程期间，应当结合新技术、新工艺、新材料来创造性的提升治理效果。塑钢板桩的应用能够充分展现生态环境要求和河道治理要求，相信在未来，塑钢板桩必然能够更为完善和成熟。

参考文献

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[2]航道高强度塑钢组合板桩护岸变形监测研究[J].丁若雪;徐鹏;马晨;蒋凯.华东交通大学学报,2018(02)

[3]某海外工程新型板桩接岸结构分析[J].骆俊彬;邹建强;赵凯;樊亮亮.港工技术,2020(S1)