山东鼎盛市政公路工程有限公司 山东
摘要：本文讨论了钢板桩垂直度、倾斜度的控制，钢板桩的闭合与隔水，以及施工测量控制，现场通信指挥管理等问题。
关键词：质量控制措施 闭合 防水 测量控制 现场通信指挥管理
Construction technique of steel sheet piling for water-sealing curtain
Zhang hai-kui
Abstract：Control measures of transverse and longitudinal leaning of steel sheet piling,closure and water-tightness of steel sheet piling ,controlling of measurement ,and site management were discussed in this paper.
Key words：control measures of quality,closure,water-tightness,controlling of measurement,site management
前言
基坑降水会引起周围地下水位的下降，从而导致周围结构物的沉降。因此，在市政工程中，隔水帷幕起到重要的作用。钢板桩隔水帷幕可以有效阻碍基坑内外地下水的渗流影响，避免基坑内降水对基坑外结构物产生沉降破坏；钢板桩抗弯力学性能好，又兼具基坑围护的作用，能有效预防边坡失稳产生的整体垮塌。虽然钢板桩隔水帷幕一次性投入大，但是地下工程施工结束后，钢板桩将会拔出，可以作为企业的固定资产重复利用。
本文讨论的钢板桩隔水帷幕的施工技术，包括钢板桩的垂直度及倾斜度的控制、闭合与防水、测量控制与通信指挥、钢板桩的拔出等。
1施工工序
钢板桩施工流程如图1。
图1 钢板桩施工流程图
2 质量控制措施
2.1垂直度控制
导向架是保证钢板桩垂直度的重要措施，而定位桩是确保导向架位置的重要措施。首次放导向架，两根定位桩应该打浅一些。这样导向架偏位会小一些。为了下一步打桩方便，两根定位桩完成后，可以将其中一根定位桩打深。具体打多深，以方便对下一根钢板桩的锁口（一般距离导向架顶部不超过1.5m）为准。以后，每移动一次导向架，即在导向架的另一端打上一根定位桩，固定导向架。打定位桩时，需要一直用测量仪器（最好选择经纬仪）观察定位桩的垂直度，确保定位桩施工质量。
2.2倾斜度控制
钢板桩沉桩过程中两侧（一侧为土，一侧为锁口）阻力不同，受力成线性分布；此外，打桩里会对钢板桩产生一个整体偏心力矩，也会造成钢板桩倾斜。因此，若无可靠地倾斜度控制措施，钢板桩的施工过程中会呈扇形分布，如图2所示。倾斜度为钢板桩施工中重点控制项目。
图2 扇形分布的钢板桩
2.2.1检查钢板桩
锁口的质量是影响倾斜度的重要措施。打桩之前，需要对钢板桩进行逐根检查，主要检查的内容有锁口的锈蚀程度和变形程度。锁口的锈蚀和变形都会增大锁口处的阻力，使得钢板桩一侧阻力过大，导致钢板桩受力不均匀而产生倾斜。
若采用喷砂法除锁口位置的锈蚀，应同时在锁口位置进行防腐处理，因为钢材表面的烤蓝一旦祛除，会加速钢材表面的锈蚀，而锁口处出现锈蚀会影响将来拔桩；锁口位置变形严重时，必须进行矫正，轻微的变形可以稍微打磨处理即可，用气割割过的锁口端部需要用角磨机仔细打磨。
2.2.2地质勘探
打桩的阻力与桩周围的地质状况有关。土质硬阻力就大，反之阻力就小。土质硬时，锁口处的阻力就可相对忽略不计，这样钢板桩受力均匀，反而不容易发生倾斜；土质软时，锁口处的阻力相对较大，不可忽视，钢板桩受力成线性分布，锁口位置阻力大，土侧阻力小，这样容易发生倾斜。
此外，地质状况还影响打桩设备的选择，如土质硬时，振动锤沉桩会遇到困难，需要柴油锤；如沙土可以采用振动锤，硬质粘土就需要采用柴油锤或更大频率的振动锤。
2.2.3由中间向两边打桩
一条直线段，如果想保证好倾斜度，最好是从中间向两边打，这样向一个方向施打的钢板桩根数将会是原来的一半，这样倾斜度会小一些。如果要保证边界位置是一根整钢板桩，需要精确计算出第一根钢板桩的位置，不能任意打。
2.2.4第一根桩反向倾斜
打桩过程中，钢板桩一侧有锁口相连，打桩阻力大；另一侧是土，打桩阻力小，两侧阻力的差异使得钢板桩会向前进方向一侧倾斜。因此，第一根桩应该向反方向倾斜，这样才能降低后续其他桩的倾斜程度。如图3所示。
2.2.5先打浅，后打深
“先打浅，后打深”也是一种控制钢板桩倾斜的方法。具体就是先将钢板桩打入土中一定深度（土质硬时可浅一些，土质软时需要深一些，已钢板桩不发生倾斜为准），打入一定数量以后，在慢慢打低。由于钢板桩初打打得较浅，钢板桩的倾斜度比较容易控制；再次沉桩（跳着打桩）时，钢板桩两侧都是锁口，对所要施打的钢板桩的阻力是相同的，能够较好地控制钢板桩的倾斜度。这种施工方法有一个问题：钢板桩打入的深度较浅，如果钢板桩长度较长，锁口较小，则在没有人工扶的情况下，下一根钢板桩插入锁口比较困难，会影响钢板桩的施工效率。一般会在一侧钢板桩上设置活动的吊篮，方便人工扶下一根钢板桩顺利插入锁口。如图4、图5所示。
若钢板桩长度较长，则应控制相邻钢板桩的高差，避免钢板桩没有锁口限制而产生失稳变形。
2.2.6反向拉拽
可以先打一至两根锚固桩（视土质情况而定）。用手动葫芦将锚固桩与打入土中的第一根桩相连，并将两者拉紧，给后续的桩施加一个反向力，有助于后续钢板桩倾斜度的控制。如图5所示。
2.2.7钢板桩一侧根部封堵
土质较硬或钢板桩较长时，需要对土侧的钢板桩的根部进行封堵，避免大量的土进入锁口后产生土塞效应，对下一根钢板桩的施工产生较大的阻力，导致钢板桩发生倾斜。相反，土质较软或沙土以及钢板桩较短时，则不用封堵一侧锁口。如图5所示。
2.2.8锥形钢板桩调直
一旦钢板桩出现较大的倾斜，且已沉入多根（6根以上），即使采用了2.3~2.7的措施，也不能将钢板桩的倾斜度调整到允许的范围。而钢板桩倾斜到一定程度会影响拐弯位置和闭合位置定型钢板桩的施工。因此，倾斜度超过一定程度时，需要通过锥形钢板桩调节垂直度。锥形钢板桩只能是根据现场实际情况确定的，需要知道已打入的相连钢板桩的倾斜度。然后，根据桩长，确定钢板桩长边和短边的尺寸，并对钢板桩进行切割，切割完成后再将两瓣钢板桩焊成一个整体，即成锥形钢板桩。如图6所示。
但锥形钢板桩制作起来费工费时，可重复利用性低，在施工过程中应严格控制钢板桩的倾斜度，尽量避免使用锥形钢板桩。
（1）最后一根钢板桩
钢板桩只有形成闭合，才能较好地发挥隔水的作用。进行策划时，要确保最后剩余的位置小于一块钢板桩的尺寸，以及这块钢板桩相邻两块钢板桩的垂直度。必要时，可以通过锥形钢板桩调整最后一根钢板桩相邻的钢板桩的垂直度。如图7所示。
（2）拐角处钢板桩
拐弯处的钢板桩可以向钢板桩厂家直接定做，也可以根据现场情况焊接。通过打桩过程中的精确定位，厂家定做的拐角钢板桩能够满足要求，不会出现一根或两根钢板桩宽度的偏差；现场焊接的拐角虽然不会出现偏差，但拐角钢板桩的焊接要求较高，现场焊接效率较低，会影响钢板桩的施工效率。尽量不要采用现场焊接法做拐角。如图7所示。
可采用工字钢作为简易的导向架，以便于控制拐角处钢板桩的垂直度。
3.2钢板桩防水
钢板桩一旦漏水或渗水，会使其失去隔水的作用，导致基坑外的地下水受到基坑内降水的影响。因此，钢板桩的防水在隔水帷幕中的作用非常关键。
（1）锁口处的防水
只依靠锁口来实现钢板桩的密闭防水是不完善的，最好在锁口位置涂上沥青膏。钢板桩施打过程中，沥青膏在高温下（锁口间的摩擦）融化，与事先进入锁口的沙土混合在一起形成沥青砂，能够将锁口的缝隙封得更严，能起到较好的防水作用。也可对通过对钢板桩锁口进行灌浆，加强钢板桩防水。
此外，沥青膏还能起到润滑作用，能有效降低锁口处桩的摩擦力，有利于控制钢板桩的倾斜度。
（2）沉桩深度与防水
作为隔水帷幕的钢板桩打入含水层的深度宜达到10m~15m或15m以上，钢板桩的底部高程要比降水井井底的标高要低[1]，最好能低3~5m；对于强透水层，钢板桩隔水帷幕最好能够深入不透水层或弱透水层。此时的钢板桩隔水帷幕才能够起到很好的阻隔渗流的作用。钢板桩深度小于3m~6m时，钢板桩几乎不能起到阻隔渗流的作用。
4 现场管理控制
4.1测量控制
（1）垂直度
最好是选择经纬仪作为测量工具。在定位桩的施工过程中，经纬仪可以较好的在打桩过程中观察定位桩的垂直度的变化，有利于提高导向架的精确度。
（2）地面整平
安放导向架的地面要大体整平，不能高低不平。否则会导致导向架前后左右放置不平，影响钢板桩的垂直度和倾斜度。
（3）倾斜度
倾斜度需要用靠尺来观察。要保证倾斜度不要太大，否则将来很难闭合。肉眼观察到的倾斜就已经很大了。注意通过拉手动葫芦来调整！！！建议，每打完一根桩都要用靠尺观察倾斜度，因为大的倾斜都是由众多的小的倾斜累计积造成的。一旦产生大的倾斜，只能通过锥形钢板桩调正。
4.2通信指挥
（1）施工过程中，需要5~6人拉振动锤（导向架两侧各2~3人）；还需要测量人员1人，指挥人员1人（根据观察倾斜度以及垂直度，指挥力工拉锤）。打桩过程中，声音比较嘈杂（主要是振动声），需要事先明确指挥信号，以免打桩时指令接收错误。
（2）打桩过程中，测量人员与打桩人员之间的通信沟通非常重要。根据对垂直的观测，通知打桩人员桩偏向了哪个方向，便于打桩指挥人员及时调整振动锤及手动葫芦。
（3）打桩人员应注意测量人员通报的垂直度，并及时拉锤调桩；同时，还要肉眼观察桩的倾斜度，做到及时拉动手动葫芦调整倾斜度。
5 拔钢板桩
（1）应该将倾斜度最小的那一个作为拔出第一根桩。一般而言，最先施打的几根钢板桩或最后一根钢板桩的倾斜度都较小，比较适合优先拔出。
（2） 振动锤拔桩过程中，需要不停地向钢板桩附近填沙土。因为拔出钢板桩过程中，震动会导致周围土下沉，不断地在钢板桩拔出位置补充沙土不仅可以有效避免下沉的，还可以通过振动将补充的砂子振动密实。
（3）钢板桩拔出应及时将锁口位置的土用喷砂的方法清理干净，并在锁口位置涂刷沥青漆或防腐漆，也可以涂抹黄油，避免存放过程中钢板桩锁口位置的锈蚀而影响下一次使用。
6 结语
钢板桩施工过程中，参照了本文提供的方法，钢板桩的垂直度、倾斜度得到了很好的控制，顺利地完成了钢板桩的闭合施工；同时，基坑开挖过程中，钢板桩锁口位置并无渗水现象，说明锁口涂刷沥青膏能够起到很好的防水密闭作用。
参考文献
[1]姚天强、石振华主编.基坑降水手册[M].北京：中国建筑工业出版社.2006.P166~P167.
[2]刘建航、侯学渊主编.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社.1997.
论文作者:张海奎
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/1
标签：钢板论文; 倾斜度论文; 阻力论文; 基坑论文; 过程中论文; 土质论文; 位置论文; 《基层建设》2017年第21期论文;