钢板桩在震后道路加固工程中的应用(四)

钢板桩在震后道路加固工程中的应用

                   (中冶集团成都勒察研究总院彭波邓宇米小友)

摘要：拉森钢板桩因其具有承载力强、自身结构轻其构成的连续墙体具有较高的强度与刚性，施工简使，作业高放、环保且可再生利用等特点常被广泛应用于装却码头、推土墙，平流堤、船竭、水闸、渔港、止水墙、路桥的护岸结构等永久性工程和基统支护、临时护岸、桥墩止水围、临时筑岛等临时性工程。本文结合工程实例，叙述了拉森钢板桩支护体系在受“5.12汶川大地震”破坏后的都江堰拉法基水泥有限公司厂区主工艺生产线道路加固工程中的永久性支护实践应用，从设计、施工工艺、工艺流程、施工方法以及沉桩质量控制和保证措施分别进行了阐述，说明了森钢板柱在震害加因工程中的优越性。

关键词：拉森钢板桩 震害 加固 应用

4  拉森钢板桩支护体系施工工艺及方法

4.1 施工工艺流程

4.2施工方法

4.2.1  H型钢的防腐处理

4.2.1.1表面处理

涂装表面在除装前必进切底清理，要求达到无锈，无氧化皮、无油污，无水和灰尘，除锈标准应满足GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中Sa2.5级的要求。

4.2.1.2 涂装工艺

涂装前，配料时先将甲、乙组分按配比重量混合均匀，再按比例加入丙组分混合并搅匀。配好的涂料应尽快用完,25℃时适用期约为30min，因此每次配料不宜过多，以每次3kg为宜。各组分比例与气温有关，参照下表调配：

 

为保证涂层附着力，经表面处理合格后先用稀释的配方涂一道，再按上表要求配料进行涂装。稀释的配方具体配比如下：甲：乙：丙：H02稀释剂=100：(15-25):100：(5 -10)。

应严格控制涂膜厚度，做到90%的被测点达到规定的厚度，未达到膜厚的被测点，其膜厚应达到规定值的90%。允许对涂层破坏处或缺陷处进行修补，将待修补处及其周围20mm范围内的涂层用砂纸或钢丝刷打毛，刮涂本涂料与周围涂层相平即可。

由于环境条件的差异，会影响到漆膜表面的质量，必要时，在甲、乙组份混合时加入甲组份量1%的Z01助剂。

4.2.1.3注意事项

(1)涂膜干透前，应避免受到雨水或其它液体的沾染，更不得有人员践踏。

(2)型钢表面在夏季受烈日直接照射及雨、雪、雾等天气时不得施工。

(3)涂料配料间及施工现场严禁明火作业，禁止吸烟，也应避免因摩擦或电器等引发的火花。如发生起火，应使用泡沫、二氧化碳或干粉灭火器扑灭火焰。

(4)施工现场，尤其是在狭小空间作业时，应确保通风良好，操作人员应配戴必要的防护用具，如感不适，应立即将其调离现场至有新鲜空气的地方。

(5)涂料丙组分应妥善存放，防止受潮。

4.2.2 拉森钢板桩插打

4.2.2.1拉森钢板桩的采购、检验、吊装及堆放

1) 采购：根据建设单位要求，本工程采用的拉森钢桩的插打。根据特点钢板桩施工要正确选择打桩方法配板桩为全新桩，经过市场走访调查最终选定新日本制铁株式会社生产的SP-IV和SP-Ⅳw型拉森钢板桩。

2)检验：钢板桩运到工地后，进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修或退还处理。

①锁口检查的方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁扣通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。

②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于lmm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩进行更换。

③钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使。

④锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插打，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口宜均匀涂抹混合油，其体积配合比建议值为黄油：干膨润土：干锯沫=5:5:3。

⑤对于新采购的拉森钢板桩宜根据《热轧U型钢板桩》GB/T20933-2007进行抽样复试。

3）吊运：装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，根据桩长及规格型号综合吊车理论吊重,4-8根为宜，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

4）钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：

①堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应以后的施工方便；

②钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放设置标牌说明；

③钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。

4.2.2.2 拉森钢板桩插打

理解设计意图及完成技术交底后，开始进行拉森板桩的插打。根据特点钢板桩施工要正确选择打桩方法、配备合理打桩机械和合理流水段划分，以便使插打后的板桩墙有足够的刚度和良好的止水效果。

1)测量定位：插打前先由测量人员定出钢板桩的轴线，根据测量的轴线每隔一定距离(本工程距离3.0m)设置导向木桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

2)插打顺序：根据工程特点，本工程采用从中间开始，向两边推进的顺序进行插打，该顺序桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。有效保证了板桩墙的连续性。

3)打桩机械及工业的确定

根据设计及地质勘察资料，先选用的是打拔桩机，即由两台液压挖掘机(小松PC400和日立EX450H)加液压高频振动锤(DZM60)改装而成，激振力420kN。前期试柱比较成功地能将一根整桩插打到位。到后期大规模插打时发现因本工程地质条件复杂，回填上层中夹杂有大量回填漂石，在桩搭扣的情况下，大部分桩根本不能一次性沉桩到位。我公司积极组织相关力量，先从引孔角度从地层入手进行试验，先后采用了单管深层搅拌桩机、螺旋钻机、冲击钻机进行引孔但最终以效率低下告终。然后从打桩力上人手，采用了90KW振动锤进行辅打桩，也未成功。最后，将整根桩分成两道工序施工即先采用振动机械进行插桩至硬质土层后，采用重锤式柴油打桩机进行夯打到设计标高。主要机械设备数量见下表：

1) 插桩及后期夯打

①液压打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位在吊打前锁口均匀涂抹混合油。

②插桩施工中保证钢板桩的锁口两两相搭结。

③在插打过程中随时测量监控每根桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

④当液压打桩机插桩至硬质土层不能继续下插时，换用重锤式柴油打桩机进行夯打。

⑤单桩逐根连续施打，同时通过送桩器将桩沉到设计高程。注意桩顶高程不宜相差太大。

4.2.3 H型钢插打

钢板桩施工结束后，安装H型钢围檩后进行钢板桩前侧H型钢支撑桩和背侧的H型钢错拉桩插打，其插打方法同钢板桩。

4.2.4 桩间预应力锚索施工

4.2.4.1 施工准备

1)钻孔

根据设计图纸，按设计要求，将描孔位置准确测放据设计及在400*400HEB型钢面上，孔位误差不得超过土3mm。

2) 开槽

根据锚拉桩的位置，在两者连线之间，以桩顶面为准，开凿深0.4m，宽0.2m的沟槽。

3) 锚索制作

①锚索制作前应对400*400HEB型钢拉桩与锚桩的实际间距进行测量，并按实际长度截取索体长度；钢铰线宜使用机械切割，不得用电弧切割，制作好的锚索应按对应桩号进行编号；编束前，要确保每根钢纹线顺直，不扭不叉，排列均匀，对有死弯，机械损伤处应剔出。无粘结绞线外套PE管不得有破损。

②锚索制作应进行防腐处理，钢铰线全长涂刷防锈剂，采用全长套管防护；

4.2.4.2张拉、锁定

1) 只有当锚固头固定后才能进行锚索张拉，通过给锚索施加预应力，使锚索主动受力，达到设计加固效果。采用小型千斤顶进行单根对称和分级循环张拉，可减少锚索的受力不均匀。张拉作业前必须对张拉机具设备进行标定，张拉机具应与锚具配套。

2) 张拉时，加载速率不宜太快，宜控制在设计预应行力值的0.1/min左右，达到每一级张拉应力的预定值后，应使张拉设备稳定一定时间，在张拉系统出力值不变时，确信油压表无压力向下漂移后再进行锁定。卸荷速率宜控制在设计预应力值的0.2/min左右。

3) 锚索超张拉力为锚索设计拉力值的1.05倍，锚索张拉应分次分级进行，按对称张拉原则进行，必须待每根绞线张拉完一级后方可进行下一级的张拉。依次按此进行，直至张拉吨位。每次分级张拉时，除第一级需稳定10-15分钟外，其余每一级需要稳定2-5分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。张拉时钢绞线受力要均匀。并做好分级绞线的标记。锚具回缩等原因造成的预应力损失采用超张拉的方法加以克服，超张拉值一般为设计预应力的5%-10%，其程序如下。张拉完成48小时内，若发现预应力损失大于设计预应力的10%时，应进行补偿张拉。

4) 在张拉时，应采用张拉系统出力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力，当实际伸长值与理论值差别较大时，应暂停张拉，待查明原因并采用相应措施后方可张拉；

 

5) 张拉到位后，即锁定。机械切除多余钢绞线，严禁电割、氧割，并应留≥10cm以防滑脱，最后用C15砼封锚。