拉森钢板桩作为基础桩在堤防工程中的应用

拉森钢板桩作为基础桩在堤防工程中的应用

乔兴坡

河南省水利第一工程局 河南 郑州 450000

摘要：拉森钢板桩由于其强度高、重量小、密封性好、施工噪音低等优点，在有特殊要求的环境及地质条件下代替钢筋砼板、方桩作为基础桩，解决了一些特殊地段不能使用钢筋砼板、方桩施工的问题。

关键词：拉森钢板桩 桩基础 堤防工程 应用

上海市地处长三角东南前缘，多数天然地基不适合直接作为重要结构设施基础。在上海市黄浦江、苏州河等河道堤防改造工程中为保证基础稳定，多采用“前排板桩、后排方桩（灌注桩）”的双排桩组合型式作为承台基础。

拉森钢板桩由于其强度高、重量小、密封性好、施工噪音低等优点，在有特殊要求的环境及地质条件下代替钢筋砼板、方桩作为基础桩，解决了一些特殊地段不能使用钢筋砼板、方桩施工的问题。以下结合上海市苏州河下游段防汛墙加固改造工程中大华清水湾花园段（NK4+271.6～NK4+575.8）拉森钢板桩基础桩施工谈谈拉森钢板桩在堤防工程中作为基础桩的应用。

大华清水湾花园位于上海市凯旋北路东侧，苏州河将小区三面环绕，总建筑面积约30万平方米，小区入住人口约8000余人，是一个最佳规模的高尚居住小区。紧邻原苏州河防汛墙为小区的高档绿化和休闲场所，苏州河下游段防汛墙加固改造与底泥疏浚工程4标

中原设计该段防汛墙基础为“前排钢筋砼板桩、后排灌注桩”，由于钢筋砼板桩施工震动及噪音大，容易形成噪音污染，灌注桩泥浆系统容易造成水污染，为保护广大业主权益开发商上海华运房地产开发有限公司不同意原设计方案。后来桩基础经优化调整为16m长WRU25型拉森钢板桩，施工采用水上施工，解决了上述问题。

另在水下地质为铁板砂地段，沉入钢筋砼板、方桩有困难，也可考虑采用拉森钢板桩作为桩基础。

1、拉森钢板桩的选择、加工及防腐处理

1.1拉森钢板桩的选择

在我国常见的拉森钢板桩有U型、Z型、L型、S型、直线型五种型式。其中U型、Z型拉森钢板桩常作为基础桩在工程中使用，型号和长度根据具体的承载、地质、环境情况按设计要求进行选择。作为基础桩的拉森钢板桩应选择未使用过的全新桩。本工程所用拉森钢板桩为WRU25型，单根钢板桩长16.0m，截面宽度65cm、高度54cm，钢板厚度1cm，每米重96.2kg。

1.2拉森钢板桩加工

厂家成品钢板桩未经防腐处理，根据设计要求，本工程钢板桩需要除锈、喷铝、喷涂防腐漆等进行防腐处理；另钢板桩载面较大，起吊及打入时易于变形，因此成品钢板桩必须进一步加工方可用于工程施工。由于工程现场没有加工场地，拟定在生产厂家加工成型、做好防腐处理后运至现场直接使用。

1.3拉森钢板桩防腐处理

由于基础桩作为永久结构的一部分，有其特殊的防腐要求，施工前一般都需要进行防腐处理。为保证防腐处理质量，防腐处理可根据设计要求在有资质的厂家完成。

钢板桩表层防腐要求：

①桩顶以下5m喷丸除锈，除锈等级：Sa2·1/2级；

②桩顶以下5m范围内外表面喷铝（铝丝纯度不得低于99.5%）：喷涂厚度≧120μm；

③喷铝完成后，外涂环氧富锌面漆（灰色）1道保护，干膜30um。 喷涂结束后的钢板桩应于阴凉处堆存，两周后方可运输投入使用。

1.4钢板桩运输

钢板桩长16m，拟采用30T平板拖车运输进场。运输时要特别注意保护拉森钢板桩锁扣，防止锁扣破坏，影响沉桩和桩间咬合。

由于施工作业面场地狭窄，钢板桩运输车辆无法到达施工作业区，故首先将钢板桩通过运输车运至附近码头，然后用20T汽车吊装至300T运输驳船上，通过水路运至施工现场，靠泊在打桩船附近。

2、沉桩施工设备

常用的沉桩设备有挖掘机、汽车吊、履带吊、浮吊船（只能采用水上施工时）配合高

频液压震动锤。所用机械的规格型号根据拉森钢板桩规的格尺寸、施工场地等条件选择。挖掘机配以高频液压震动锤沉桩速度快，质量容易控制，为沉桩的首选设备。汽车吊、履带吊（浮吊船）配以高频液压震动锤沉桩速度慢、质量不易控制，在挖掘机不适合的场地选择使用。

3、沉桩施工工艺

3.1 测量放线

由于钢板桩施打完成后，作为新建防汛墙基础桩直接浇入底板之内，故对沉桩质量要求较高，首先必须准确定位。根据钢板桩设计平面位置，利用全站仪进行现场轴线放样，并标杆或测绳做好标记。

3.2沉桩机械定位

根据测量放线结果确定好第一根桩的位置，安装导向架。根据待打桩位对沉桩机械进行定位或锚固。挖掘机（汽车吊、履带吊）定位比较灵活和方便，浮吊船定位相对复杂，一般采用水上四角抛八字锚进行固定，移位采取松、紧锚缆的方式进行前、后、左、右移动。

3.2沉桩施工

利用沉桩机械在人工的配合下起吊拉森钢板桩，待振动锤卡钳将拉森钢板桩牢固卡住后缓慢起吊拉森钢板桩至放样位置，利用高频液压震动锤的自重、振动及下压力作用将拉森钢板桩缓慢沉入土体中，下沉过程中，利用经纬仪监测拉森钢板桩的垂直度，发现倾斜超限时及时拔出进行纠正。沉入时控制好沉桩速度，确保桩身受力均匀和遇到障碍物桩身出现扭曲、倾斜等现象时及时采取校正措施。为防止钢板桩发生超沉现象，第一根钢板桩沉入至设计标高以上1m左右时即停止沉入，然后起吊第二根钢板桩，在人工的配合下，对准锁扣重复以上步骤进行沉桩，直至导向架基本排满。

沉入拉森钢板桩桩施工现场

3.3二次复打

完成导向架内拉森钢板桩初步沉桩施工后，即进行二次复打至设计标高。复打时先将两端钢板桩打到位，再用跳打的方式（即打入一根后，间隔一根再打）将中间的钢板桩打到位。每沉入完成一根拉森钢板桩立即用电焊与前一根焊接起来，防止后一根复打时振动导致前一根下沉低于设计标高。

初具规模的拉森钢板桩基础桩

3.4钢板桩纠偏

由于钢板桩锁扣之间有一定的间隙，当钢板桩打入一定数量后，往往出现钢板桩向待打的一侧倾斜的现象。因钢板桩相互锁紧，出现这种情况后，靠控制桩下沉的垂直度是不能纠偏的。实际施工过程中，可以采取加工若干异形桩解决此问题。异形桩仍为两片桩组合，可以割开加固焊接的对拉钢板，用对拉器缩小其上部宽度，缩小值约2cm~4cm（注意仍要保持钢板桩边线为直线），然后再焊好对拉钢板即可。每隔一段距离打入一至两根异形桩，可以很方便地解决钢板桩向一侧倾斜的问题。

3.5遇障碍物的处理

钢板桩下沉过程中，如果遇到障碍物，切不可加力继续，应将钢板桩拔起，探摸障碍物情况，采用挖泥船清障后再下沉。否则极易导致钢板桩变形，锁扣无法连接而影响工程质量。

4、施工注意事项

1、施工前，做好安全技术交底和安全教育培训工作，特种作业人员要严格遵守船机设备操作规程。

2、进入施工现场的各类机械设备，必须证照齐全并经有关部门检测合格；严禁施工机械带病作业；

3、进入施工现场的拉森钢板桩等原材料质保质料资料必须齐全有效，第三方实验室检测合格；

4、施工临水作业的施工作业人员必须穿救生衣，所有作业机械设备必须配备救生设备及器材。

上海市苏州河下游段防汛墙加固改造工程中大华清水湾花园段通过设计变更改用拉森钢板桩作为基础桩，较好的化解了原设计“前排板桩、后排灌注桩”可能带来的噪音及水污染，最大限度的满足了开发商及小区业主的要求，没有占用小区土地资源，避免了沉入板桩施工可能带来的房屋开裂等风险，同时加快了施工进度，取得了良好的社会效果。由于拉森钢板桩不仅绿色、环保而且施工速度快、施工费用低，具有很好的防水功能，其作为一种新型建材不仅在堤防工程中得到了广泛应用，在其他工程领域上也发挥着越来越重要的作用。

参考文献

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[3]李凯,郭芬,吕雨. 拉森钢板桩在城市复杂地段河道整治结构施工中的应用[J]. 安徽建筑,2011,04:81-85.