超长冷弯钢板桩施工工法11[1].18改_图文

超长冷弯钢板桩施工工法

1．前言

中交一航局第四工程有限公司第八项目部

冷弯钢板桩采用较薄的板材（常用厚度为8mm～14mm），以冷弯成型机

组加工而成。其生产成本较低而价格便宜，定尺控制也更灵活。可根据工程实际

情况，选取最经济、合理的截面，实现工程设计上的最优化，比同性能热轧钢板

桩节省材料10-15%，极大的降低了施工成本，但受受冷弯加工设备能力制约，

只能生产钢种强度级别低、厚度较单薄的产品，冷弯钢板桩施工具有一定难度，

我项目部在唐山德龙重工船务工程有限公司修船项目1#、2#修船坞围堰工程中，

采用长螺旋钻松土结合水冲法的施工方案进行27米、31米长冷弯钢板桩施工，

提高了施工速度，保证了施工质量，得到了较好的经济效益和社会效益。

2．工法的特点

（1）沉桩速度快、质量好，可有效防止钢板桩在沉桩过程中发生扭曲；

（2）施工工艺成熟，操作简单，便于施工组织；

（3）解决了冷弯钢板桩由于长度过长带来的施工难题，扩大冷弯钢板桩的

应用范围，可有效降低工程成本。

3．适用范围

本工法适用于长度小于31米，壁厚不小于9mm的冷弯钢板桩在地质条件

以冲填土、粉土、粉质粘土等为主的地区的施工，可广泛应用于码头、堤防护岸、

挡土墙、船坞、建桥围堰以及建筑基坑支护等工程。

4．工艺原理

本工法主要是利用长螺旋钻松土和水冲共同作用降低沉桩阻力。第一步先利

用长螺旋钻破坏土层结构，减小土壤摩擦力，降低沉桩阻力。第二步采用振动打

桩锤沉桩，使桩周围土体因振动产生结构变化，降低了强度或产生液化，同时利

用水流冲刷加速土体液化从而达到降低沉桩阻力的目的。该两种工艺的结合大大

降低了沉桩阻力，减少了桩身的扭曲变形、提高了沉桩的质量和速度。

5．施工工艺流程及操作要点

5.1钢板桩工流程

测量定位→打设围檩支柱→ 安装施工导梁→施打钢板桩至设计标高→ 拆

拔导向围檩、围檩支桩→ 进行下一段钢板桩的施工

5.2操作要点

5.2.1施工准备

5.2.1.1技术准备

（1）凡参加施工的操作人员必须参加技术培训，经考核合格后持证上岗。

（2）熟悉施工图纸。

（3）做好技术交底。

5.2.1.2 机械设备选择

（1）打桩设备的选择

打设钢板桩可以使用自由落锤、汽动锤、汽油锤、振动锤皆可，较长的冷弯

钢板桩适用采用振动锤进行施工。可以结合试桩情况，主要根据需要的振幅A

S

和偏心力矩M来进行选择。

O

对砂土 A=(0.8N+L)(mm)

S

1/2

对粘性土、粉土A=(1.6N+L)(mm)

S

1/2

M=[15 A+225 A+(1.56- A)225 A +1.56 AQ/1.56- A]

OSSS) SSPS

22

Q-钢板桩自重（N）

P

A-板桩需要的振幅（mm）

S

（2）起重设备的选择

起重设备宜选择履带式起重机，主要从吊高和吊重两方面进行综合考虑。

5.2.2松土施工

5.2.2.1长螺旋钻孔施工工艺流程图

均匀拔钻至地面

钻进至松土深度

停钻

测量放线

钻机就位

钻机移位

5.2.2.2松土孔位布置

松土孔位布置整体线型与钢板桩施工线型保持一致，松土影响面积应略宽于

钢板桩施工截面。

5.2.2.3 操作要点

（1）钻机就位：钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保松土垂直度

容许偏差不大于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，

也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人

（2）钻进成孔：钻孔开始时，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，

先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻

时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，

成孔到达设计标高时，停止钻进。

（3）淤泥清理：成孔过程中，钻杆会将淤泥带到地上，钻机移位后用装载

机将淤泥清理至施工区域外侧。

5.2.3水冲施工

水冲设备为电动机带动高压泵，水泵扬程高于钢板桩施工吊高，桩体内侧

加焊2根直径为6.0cm注水管，输水管为直径6.5cm尼龙管。为节约施工成本，

水管与桩体采用套管连接方式，套管按个/5米布置,每根钢板桩完成后水管拔除

重复利用。

5.2.4钢板桩防变形加固措施

为了减少钢板桩扭曲变形现象，在钢板桩内侧按每2.5米一根进行加焊钢

板横肋。肋板材料采用厚度为1cm钢板，宽度为6cm，长度与钢板桩内侧宽度

保持一致，肋板与钢板桩采用焊接连接方式。

5.2.5 施工围檩安装

导向桩材料采用Φ430*8螺旋钢管桩，钢管桩内边距设计钢板桩边线为导

梁材料的宽度，入土深度7-8m,钢管桩上满焊有Ι25牛腿，牛腿的宽度为导梁材

料的宽度，牛腿距泥面高度为1.8米，导梁材料钢板桩，导梁与牛腿之间采用贴

角焊，焊缝宽度为接触长度。钢管桩纵向间距为9m。

5.2.6沉桩施工

5.2.6.1第一根钢板桩插打

第一根钢板桩的定位是整体插打定位的关键。插打时在施工导梁上设置一个

限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠施工导梁，边插

打边将起重机吊钩缓缓下放。插打过程中，在互相垂直的两个方向采用全站仪进

行观测，确保钢板桩插正、插直。

5.2.6.2 钢板桩插打

沉桩方法采用一次沉桩方法即每根钢板桩一次打至设计标高处停止沉桩，

安插钢板桩使用履带吊通过振动锤将钢板桩吊起，然后起吊使钢板桩成垂直状

态，移向安插位置，插入业已就位的钢板桩锁口中。

5.2.6.3操作要点

（1）由施工技术负责人召集各工种、生产、技术、安全、质量等相关人员

对施工操作进行详细的施工技术、安全交底。

（2）为了保证钢板桩线型顺直。使用经纬仪监测钢板桩沉桩过程垂直度偏

差时，需严格控制测量仪器与正在沉桩施工区域的相对距离，避免因沉桩振动对

测量仪器造成误差，使得测量人员报出的偏差值误导操作人员施工。

（3）沉桩过程应尽可能确保桩锤和桩处于同一轴线，避免产生偏心沉桩，

沉桩过程应加强观察，并严格按照设计和技术规范要求控制停锤标准。

（4）沉桩施工过程中，应认真做好沉桩施工记录，将实际沉桩情况与地质

资料相结合，遇到复杂地质应提前做好相关准备。

（5）钢板桩倒运吊装时，在吊装钢板桩设置钢丝扣或夹具的锁口处放置胶

皮垫，以防止钢丝扣或夹具对锁口产生破坏。

的收集和比较。

（6）沉桩施工过程中，应认真做好已沉钢板桩的桩位观测记录及各种数据

（7）在坚实土地带插钢板桩时，可将桩尖截成一定角度，利其反力使已倾

斜的钢板桩逐步恢复正常。

6．材料与设备

6.1材料选择

板桩经过装卸、运输后会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在组拼前先

进行检查，剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩，剔除钢板桩表面因焊接钢板等

留下的残渣瘤。钢板桩锁口应以一块长1.5~2.0m标准钢板桩进行滑动检查，凡

锁口不合应进行修正合格后方能使用。

工序 检查内容 方法 执行标准

1、钢板桩进场要有出

厂合格证； 检查桩出

桩运输 2、原材合格证件。 厂合格证，

与进场验3、钢板桩在起吊时应专人抽检

收 避免由于碰撞、磨擦等桩外观质

原因造成变形和损伤。 量

桩质量应符合设计

要求和规范规定

6.2主要机具

主要机具有履带式起重机、振动打桩锤、螺旋钻机、电焊机等。

振动锤检查。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门

检查，确保线路畅通，功能正常，夹板不能有太多磨损。

7．质量控制

7.1主控项目

（1）板桩的规格、质量和钢板桩防腐应满足设计要求。

（2）沉桩后，钢板桩不得出现不连锁现象。

（3）板桩的桩尖标高、和入土深度应满足设计要求。

7.2一般项目

（1）有防渗要求的钢板桩墙锁扣内的填充材料和填充质量应满足设计要

求。

（2）钢板桩沉桩的允许偏差

序单元

号 测点

设计标用经纬仪

高处平和钢尺测逐件检查 1 1

面位置 量取大值

项目 检验数量 检验方法

垂直于墙轴

线方向

主桩间距 ±20mm

垂直于墙轴

线方向

垂直度每隔10段

2 量或用测

沿墙

一般

（每米） 查1根

轴线

板桩

方向

主桩 8

允许偏差（mm）

陆上 水上

±50mm ±100mm

10

1

15

1

用吊线测

斜仪检查

8．安全措施

（1）严格按照标准和规范的要求对起重机械情况进行检查验

收，随时发现问题随时整改。 机械进场必须保证质量好、安全性能

可靠、有生产许可证单位生产的合格产品，保证起重机械的安全性和

可靠性，将安全隐患消灭在源头，验收合格后方可使用。

（2）起重机械在使用过程中严格执行有关标准、规范，定期检

查做好维护保养、及时修复存在的隐患部位，做到检查、整改、验收

闭环管理。

（3）起吊重物时应先稍离地面试吊，确认吊物已挂牢，起重机

的稳定性和制动器的可靠性均良好，再继续起吊。

（4）对现场工作人员，根据作业种类和特点，按照劳动保护法

规定配备相应的劳保用品，包括安全帽、水鞋、绝缘鞋、雨衣、手灯、

安全带（绳）等。

（5）施工现场用电实行“三相五线制”和“一机一闸一保护”的规定，

施工现场使用统一的标准配电箱，漏电保护器，加强对施工用电的检查督促电工

对使用的电箱进行日常检查，施工现场内一切电源、电路的安装和拆除，由持证

电工操作。

（6）起重臂下严禁站人，钢板桩施打过程中非操作人员远离施工现场，同

时派设专人现场指挥施工作业，作业区域周围设有明显安全警示标志设置警戒

线，由专人监护。

（7）钢丝绳应经常检查，如有扭结、变形、断丝、锈蚀等异常现象，应及

时降低使用标准或报废。

9．环保措施

工程施工前对环境因素进行识别和评价，按国家、地方政府法律法规进行严

格控制，施工中重点做好以下环境因素的控制。

序号 环境因素 控制措施

螺旋钻松土产生的淤泥装载机及时清理，并运送

至制定地点。钢管、钢板等下脚料集中存放定期清理。

1 生产废弃物

2 施工噪音

将施工作业区与生活办公区分开布置，同时选用

噪声声级较低的施工设备。

施工现场严格执行国家和地方有关消防安全的

法规、标准和规范，坚持“预防为主”的原则，现场

3 火灾

的各类消防建筑材料应整齐码放，消防通道必须畅

通，防止重大施工火灾事故的发生。机械加油时，严

禁吸烟。施工现场增加消防设施，对工人宣传安全知

4 电能消耗

机械设备定期维修、保养，加大检查力度，实行

操作人负责制，严禁机械长时间未施工空转。

10．效益分析

10.1用料省、成本低

冷弯钢板桩截面尺寸选用空间较热轧钢板桩较大，可最大限度实现工程的经

济性与合理性。本工程405米内排钢板桩，466米外排钢板桩均选用冷弯钢板

桩为主体材料，如选用热轧钢板桩需增加钢板桩工程量1904吨，比较统计详见

附表1。

10.2速度快、质量好

由于采取了松土、水冲等辅助措施，钢板桩的沉桩阻力大大减小，沉桩速度

和质量得到了有效的保障。热轧钢板桩从订货至运至施工现场一般需3个月时

间，冷弯钢板桩生产周期较短货源充足极大地保证了现场施工生产。

10.3 工艺成熟、安全适用

长螺旋钻松土、水冲等辅助措施均为成熟的施工工艺，不存在大的安全隐患

和危险源。

11．应用实例

该工法在唐山德龙重工船务工程有限公司修船项目1#、2#修船坞围堰工程

中得到了较好的应用，外排717根27米长钢板桩已全部施工完毕，内排624

根31米钢板桩已施工完成550根，均满足施工质量要求。冷弯钢板桩在房建、

铁路、公路、水运工程等领域都具有广泛的应用空间和市场前景。

附表1：工程量统计表

冷弯钢板工程量统计表

工程部位 施工根数 量（Kg/量（吨/

内排钢板桩 2300 405 65X54 624 2310 87.3 2.71 1691.04

外排钢板桩 2300 466 65X54 717 2310 87.3 2.36 1692.12

截面模量 围堰工程冷弯钢板桩选用规格截面模量冷弯钢板桩工程量

设计要求 量（米） （长X高） （cm/m） （吨）

合计 3383.16

热轧钢板桩工程量统计表

工程部位 施工根数 量（Kg/量（吨/

内排钢板桩 2300 405 50X20 810 3150 105 3.26 2640.6

外排钢板桩 2300 466 50X20 932 3150 105 2.84 2646.88

截面模量 围堰工程热轧钢板桩选用规格截面模量热轧钢板桩工程量

设计要求 量（米） （长X高） （cm/m） （吨）

合计 5287.48

单位重单根重

3

米） 根）

单位重单根重

3

米） 根）