鋼筋混凝土板四邊支承雙向板

一、鋼筋混凝土板樁制作

1、制作方法

鋼筋混凝土板樁制作不受場地限制，可以現(xiàn)場或工廠制作，鋼筋混凝土板樁制作一般采用定型鋼模板或木鋼組合模板。養(yǎng)護方式有自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)生窯中養(yǎng)護。制作場地應制作同條件養(yǎng)護的混凝土試塊，以便確定板樁的起吊、翻身和運輸條件。

2、預制加工和施工中的制作要求

鋼筋混凝土板樁的特殊構造和特定的用途，制作時要求必須保證板樁墻的樁頂在一個設計水平面上、板樁墻軸線在一條直線上，榫槽順直、位置準確。

（1）樁身混凝土應一次澆注，不得留有施工縫。

（2）鋼箍位置的混凝土表面不得出現(xiàn)規(guī)則的裂縫。

（3）板樁的凸榫不得有缺角破損等缺陷。

（4）預制板樁起吊時的強度應大于設計強度的 70％

（5）吊點位置的偏差不宜超過 200mm，吊索與樁身軸線的夾角不得小于 45度。

（6）板樁堆存時應注意：采用多支墊，支墊均勻鋪設；多層堆放的每層支墊均應在同一垂直線上；現(xiàn)場堆垛不超過 3 層，工廠堆垛不超過 7 層。

（7）板樁裝運時應注意：按沉樁順序繪制裝樁圖，按圖裝船、車；運輸中，用木楔將支墊墊實，按實際情況采取適當?shù)募庸檀胧?；按多支墊少垛層原則裝運。板樁工廠制作、堆放，如圖 15-12a 和圖 15-12b 所示。

3、板樁制作的允許偏差

板樁制作的允許偏差， 如 表 15-2 所示。

二、鋼筋混凝土板樁沉樁施工

沉樁對附近建筑物的影響必須充分考慮。打樁過程由于振動和排土對周圍環(huán)境的影響進行預測并采取相應措施，采用靜力壓樁或者樁側土中埋設袋裝砂井或塑料排水板，包括放慢打樁速度等措施均有明顯效果。

1、沉樁方法

沉樁方法包括打入法、水沖插入法和成槽插入法，目前最常用的還是打入法。

打入法分單樁打入、排樁打入（或稱屏風法）或階梯打入等。封閉式板樁施工還可以分為敞開式和封閉式打入。所謂封閉式打入就是先將板樁全部通過導向架插入樁位后使樁墻合攏后再打入地下，此種打入方法有利于保證板樁墻的封閉尺寸。如圖15-13 所示。

2、沉樁前的準備工作

（1）樁材準備

板樁應達到設計強度的 100％，方可施打，否則極易打壞樁頭或?qū)渡泶蛄?。施打前要嚴格檢查樁的截面尺寸是否符合設計要求，誤差是否在規(guī)定允許范圍之內(nèi)，特別對樁的相互咬合部位，無論凸榫或凹榫均須詳細檢查以保證樁的順利施打和正確咬合，凡不符合要求的均要 運輸、起吊、堆放均要保證不損壞樁身，不出現(xiàn)裂縫。本工程板樁制作的允許偏差見表 15-2。

（2）異型樁的制作

異型板樁包括轉(zhuǎn)角用的角樁，調(diào)整樁墻軸線方向傾斜的斜截面樁，調(diào)整樁墻長度尺寸的變寬度樁以及起導向和固定樁位作用的導樁等。異型板樁可用鋼材制作或采用其他種類樁，如 H 型鋼樁等。轉(zhuǎn)角樁制作比較復雜，板樁墻轉(zhuǎn)角也可以不采用角樁而施工成 T 型封口（即轉(zhuǎn)角處板樁墻相互不咬合，而相互垂直貼合）。

3、鋼筋混凝土板樁制作

工藝流程：測量放線、設施工水準點→對板樁縱軸線范圍上的障礙物進行探摸和清除→打樁機或打樁船定位→施打?qū)驀鷻_樁→制作、搭設導向圍檁→沉起始樁（定位樁）→插樁→送沉樁→ 搬遷導向圍檁繼續(xù)施工→對已沉好的樁進行夾樁→ 做好安全標志。

（1）圍檁的制作

在擬打板樁墻的兩側平行與板樁墻設置導向圍檁裝置，以保證板樁的正確定位，樁體的垂直及板樁墻體的順直。

圍檁通常由導柱和導框組成，其型式分單面和雙面，單層和雙層以及多層，錨固式和移動式 。導樁可用型鋼和鋼管，也可以采用特制的鋼筋混凝土板樁。導柱間距3～5m，其打入土中深度以 5m 左右為宜，導框?qū)挾嚷源笥诎鍢逗穸?3～5cm。導框底面距底面高度設為 50mm，雙層或多層導框的層高間距按導框剛度情況而定，但不宜過大。圍檁應結構簡單，牢固和設置方便，一般選用有足夠剛度的型鋼，如鋼管、H 型鋼、雙拼大型槽鋼等。圍檁每次設置長度按施工具體情況而定，同時可以考慮周轉(zhuǎn)使用。板樁在導框內(nèi)打入時，可采用單樁打入法，如采用屏風法打樁可在板樁全部插入土中后，并在拆除圍檁導框后再將樁打入地下，圍檁型式如圖 15-14 所示。

（2）定位樁施打（即起始樁，或稱首根樁）

定位樁以后的板樁將會順著定位樁的順直度入土，以后的板樁墻將依此為依據(jù)插入。因此定位樁的位置，垂直度（江岸側與上、下游側兩個方向）將會對整個板樁墻產(chǎn)生很大的影響。所以定位樁打入時要求更仔細認真，特別是樁體的垂直度，要求控制到最小誤差。定位樁一 圍檁高程，但為防止下一根樁將其帶下，可適當提高高程 1m 左右。導向圍檁如圖 15-15 所示。

（3）插入板樁

定位樁基本插打到位后即可依次插入其他板樁。

將板樁順著定位樁（或前一根已插樁到位的樁）的凹槽在導向圍檁內(nèi)逐一插樁到位，插入土體的深度根據(jù)樁長、打樁架高度及地質(zhì)情況等因素而定。要求用樁錘靜壓，并留有 1/3樁長進行送打樁，在插入樁過程中，盡量不要開錘（尤其是開重錘）施打。

屏風法施工時，每排樁插樁數(shù)量為 10～20 根為宜，如果一次插樁數(shù)量過多，在樁打入時由于板樁間擠壓力較大，打樁較困難并容易把樁打壞。

當?shù)刭|(zhì)較硬時，可采用鋼制樁尖，在樁上端及樁頂加鋼板套箍或增加鋼筋并提高混凝土標號以提高板樁抗錘擊能力。

（4）拆除導向圍檁裝置

板樁屏風墻體形成并確認不會因為拆除導向圍檁裝置后導致墻體傾斜、晃動，即可將導向圍檁裝置拆除并按施工流水布置進行下一導向圍檁的施工。為能與下一施工段接口平順，導向裝置保留最后一段不拆，與下一段施工段順接。

（5）送打板樁

圍檁裝置拆除后即可對已插樁成屏風墻體的板樁墻逐一打到設計高程。送打樁的順序與插入樁時順序相反，即后插的樁先送，先插的樁后送。在送打過程中發(fā)現(xiàn)相鄰樁體有帶下或板樁出現(xiàn)傾斜（指順板樁墻方向）時，要考慮再分層送打樁。分層送打樁的順序一般與上述相同。每一屏風段墻體的最后幾根樁不送打，與下一施工段流水接口。

a.斜截面樁施工（亦稱斜錐樁）

由于擠土等影響，板樁凹凸榫較難在全樁范圍內(nèi)均緊密咬合，樁墻會產(chǎn)生沿軸線方向傾側，傾側過大時施工將很困難。此時可通過打入斜截面樁即楔子樁進行調(diào)整。斜截面樁打入數(shù)量及位置應根據(jù)施工經(jīng)驗及情況而定。

b.轉(zhuǎn)角施工

轉(zhuǎn)角處可采取特制鋼樁，兩根 H 型鋼樁焊接成型，也可采用 T 字型封口。為保證轉(zhuǎn)角處尺寸準確，也可先施打轉(zhuǎn)角處的樁而后打其它樁。轉(zhuǎn)角板樁樁尖如同方樁尖，樁長比一般板樁長 2m，沉樁時一定要控制好轉(zhuǎn)角方向。

（6）凹槽內(nèi)灌注袋裝混凝土

板樁之間的相對凹槽一般會伸入泥面（開挖面）1.0m 以下，在基坑開挖前要用高壓水槍將凹槽內(nèi)沖洗干凈，用周邊大于雙凹槽內(nèi)邊長（不小于 5cm）的、長度大于雙凹槽長度 0.2m以上的有足夠強度的密封塑料袋放入雙槽內(nèi)，再在袋內(nèi)灌裝塌落度不小于 10cm 和板樁等強的細石混凝土，對凹槽充填密實，以起到止水防滲作用。

4、沉樁施工標準

板樁插入垂直度偏差不得超過 0.5％；板樁施打平面位置允許偏差 100mm；板樁施工垂直度允許偏差 1％；板樁用于防滲時板樁的間隙不得大于 20mm；用于擋土時不得大于 25mm；板樁軸線允許偏差 20mm；板樁施工樁頂標高允許偏差±100mm。

沉樁施工質(zhì)量標準如表 15-3 所示。

5、板樁脫榫、傾斜預防措施

對沉樁過程中，出現(xiàn)樁頂破碎、樁身裂縫、沉樁困難等常見質(zhì)量問題的預防及處理方法，與一般鋼筋混凝土方樁基本相同，這里僅對鋼筋混凝土板樁施工中特有的脫榫，傾斜問題進行闡述。

（1）預制鋼筋混凝土板樁的凹凸榫的尺寸及順直度不滿足設計要求是造成脫榫的主要原因，故施工前必須逐根檢查驗收，避免上述樁體打入土中。

（2）當樁尖與樁身不在同一條軸線上或沉樁過程中樁尖的某一側遇到硬土或異物時樁身會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動（即樁橫斷面與板樁墻軸線產(chǎn)生夾角），若不及時采取措施，必然出現(xiàn)脫榫。

對此，首先認真驗收預制樁，樁尖與樁身不在同一軸線上的樁不能使用。另外在沉樁過程中出現(xiàn)樁身轉(zhuǎn)動而無法拔出該樁時，可在有轉(zhuǎn)動趨勢的板樁相對應的兩側的導向圍檁上，各焊接一根用型鋼制作的有足夠強度的小限位，該小限位與板樁體貼緊（貼緊處要求光滑，最好是滾動接觸），而后繼續(xù)緩慢小心施打該樁。經(jīng)過上述糾偏措施后一般均能予以糾正，至少能阻止脫榫發(fā)展，該措施的成功與否關鍵在早發(fā)現(xiàn)脫榫趨勢，早落實糾正措施。

（3）有的板樁之間凸榫側會有一個削角，如圖 15-16 所示，設計者本意是便于樁體破土打入，但在樁體入土的過程中此削角處若遇小石塊或其他硬物時，樁體易發(fā)生脫榫趨勢，故建議取消上述削角。

（4）板樁墻前、后方向的傾斜，在插樁時注意樁尖與樁頂控制在一條垂直線上（即樁頂與圍檁槽保持在同一垂直線上）即可。特別是起始樁（定位樁）更要注意控制，因該樁的凹榫是以后形成的板樁墻體的垂直度的導向與“靠山”。因此起始樁的定位要求零誤差控制，確認無誤后再插樁，這對以后的施工控制極有好處。

（5）板樁在逐根沉入后常會向墻體形成方向（即樁體凹榫方向）傾斜。主要原因是插（打）入時，插（打）樁的樁體靠已打入的一側與前一根樁之間的摩擦阻力大于另一側與土體的側摩擦阻力。另外板樁的樁尖除了定位樁外一般在凹榫側有斜角，因為有該斜角的存在，板樁在打入過程中會越打越向前一根樁靠緊。設計這種形式的本意是使得板樁墻體接縫搭接不脫榫。但也會使得在樁體打入過程中，與前一根樁之間的摩擦阻力大大增加，從而增加了樁體傾斜產(chǎn)生的幾率。所以，在板樁施工中，一般均會發(fā)生逐漸向板樁墻體形成方向傾斜的趨勢。為此，采用屏風法施工而不采用逐根打入法工藝，可以從根本上減少樁體傾斜發(fā)生的幾率。為進一步避免、減少及糾正上述樁體傾斜的發(fā)生，也可再選用下述措施：

a.圍檁上設置“定位角鐵”，并與插入樁緊貼，限制住往該樁的傾斜趨勢。在“定位角鐵”與插入樁之間可抹上黃油，便于板樁的插入。

b.插樁時在板樁的凹榫內(nèi)插入一竹（青）片（厚度 1cm 左右，寬度略小于凹榫槽寬），以減少插（打）入樁與已打入樁體之間的摩擦阻力。

c.修正圖 15-16 中所示的樁尖斜角，可有效控制樁體傾斜，但在施打板樁時，板樁一般均已預制好，再作調(diào)整已不可能。為便于現(xiàn)場調(diào)整可預制幾根如同起始樁同樣樁尖類型（即樁尖兩面均有斜角，下樁時不會傾斜趨勢）的板樁。在施打過程中，視現(xiàn)場情況每隔一段距離插打一根這類似板樁，對調(diào)整傾斜很有效果（若現(xiàn)場沒有這類板樁而且樁尖所處土層不在硬土中時，也可鑿去樁尖成為“平頭樁”代替）。

（6）板樁脫榫處理

對板樁脫榫處擬采用壓密注漿對脫榫處進行補強處理。即在接榫處除用細石混凝土將接榫處灌密實外，另在靠近河岸邊用壓密注漿對該接榫進行補強。對沒有脫榫的鋼筋混凝土板樁按照設計要求采用細石混凝土灌漿。鋼筋混凝土板樁處理前將高出設計標高的板樁鑿除至設計標高。

板樁脫榫大于 80mm 的采用雙排壓密注漿，且在板樁中間的注漿空中還采用樹根樁補強，用高壓水將板樁接榫部位的泥土沖洗干凈，放下注漿管，然后填上重量比為 1：2 的中粗砂和 5～25 碎石，再用粘土將表面夯壓密實，然后再開始注漿；板樁脫榫大于 25mm 小于或等于 80mm 的部位僅采用雙排壓密注漿。雙排注漿時先注外排，再注內(nèi)排。對于沒有脫榫的板樁在板樁接榫部位注單排水泥漿。注漿漿液中摻入 1：0.3（水泥：細砂重量比）的細砂和2%的水玻璃。注漿量控制在約 25Kg/m,壓漿壓力控制在 0.4～0.5MP。注漿時要嚴格控制壓漿壓力在規(guī)范范圍內(nèi)。

6、沉樁傾斜糾正措施

板樁在施打時應用經(jīng)緯儀經(jīng)常觀測保持板樁在兩個方向的垂直，如有傾斜時，可按表15-4 所列方法糾偏。

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三、鋼筋混凝土板樁沉樁設備選擇

板樁可以采用柴油打樁錘，落錘，氣動錘等各種機具打設，樁錘大小視板樁而定。

1、錘型要求

鋼筋混凝土板樁，最適宜采用導桿式柴油錘施工，1.8t 的雙導桿式柴油錘，其錘擊能量在 30～40KN.m 之間，適宜施工 10～15m 長的樁；2.5～3.2t 的雙導桿式柴油錘，其錘擊能量在 65～85KN.m 之間，適宜施工 20m 長的樁；20～30m 長的板樁施工，也有選用沖擊塊在 2.5～4.6t，錘擊能量在 60～140KN.m 之間筒式柴油錘施工。用筒式柴油錘施工，宜采用重錘輕打的方法，也可選擇同等錘擊能量的墜錘、汽錘施工。近幾年有一批錘擊能量在 20～150KN.m 的小型液壓錘投入市場，也可用于鋼筋混凝土板樁施工，其施工質(zhì)量優(yōu)于其他錘。

2、樁帽的形式

采用錘擊工藝施工鋼筋混凝土板樁，都要使用樁墊（桿式柴油錘）或樁帽加樁墊（筒式柴油錘）。因為板樁構造的特點和板樁墻結構及其施工工藝的特殊要求，為了達到板樁樁頂在一個設計平面上，它的樁帽形式與施工混凝土方樁的形式不一樣，在靠已插樁到位的一側面，是沒有樁帽擋板的，為一側開口；當它在送樁階段時，樁帽在兩側面都是沒有擋板的，為兩側開口。

當鋼板樁采用收頭樁頂時，也可采用四面都有擋板的類似混凝土方樁的樁帽。

3、錘墊、樁墊材料要求

由于鋼筋混凝土板樁在使用中樁長受到一定限制，施工中所用錘的錘擊能量較低，所以施工中所用樁墊、錘墊也與沉鋼筋混凝土方樁有所不同；樁墊大都采用紙箱或纖維板加工，一般為 5～10cm 厚，也可用 5cm 厚松木加工；錘墊大都采用白棕繩盤成；有時用硬木加工做錘墊。

白棕繩加工的錘墊一般要錘擊 50～100 根樁后才調(diào)換一次（一般不壞不換），硬木錘墊要損壞后才調(diào)換，一般可用到 500 根樁以上。

四、射水法預制鋼筋混凝土板樁簡介

射水法預制鋼筋混凝土板樁 [3] ，又稱為水力插鋼筋混凝土板樁，對于沿海地區(qū)或江河水域的建設項目特別適用，如圖 15-17 所示，這些地區(qū)有著充足的水源進行噴射，海水的使用對于自然環(huán)境沒有顯著的影響。水力插板技術已成功應用于建設港口碼頭、道路交通橋、水中人工島、污水處理池、地下涵洞、泵站、水閘、輸水渠道等。該技術在防止水患災害方面可以建成長治久安的防洪堤壩和防潮堤壩；在海洋工程方面可以解決破除攔門沙建設深水航道這一世界性難題；在樁基工程方面可以形成多種多樣的樁基結構形式為增大承載能力走出一條新路。該技術的推廣和應用，對水利工程、樁基工程、港口航道工程以及消除水患災害都將產(chǎn)生重大而深遠的影響。

該技術主要包括以下步驟：

（1）、工廠預制，進行專為噴射和灌漿設計的混凝土樁的預制；

（2）、現(xiàn)場插樁，利用吊機、浮船或平臺上的起重機等設備吊起板樁，開動水泵在水力噴射作用將樁插入土體；

（3）、整體連接，進行孔道灌漿將板樁之間縱向連結成整體，頂部現(xiàn)澆鋼筋混凝土將板樁之間橫縱向連接成整體，以加強連接并提高承載力。

1、構造要求

除了普通鋼筋混凝土之外，射水法預制鋼筋混凝土板樁設計還包括一些工藝構造要求，如圖15-19 射水法預制鋼筋混凝土板樁構造圖所示。

（1）中心管道

板樁沿其中心軸線帶有一根豎向鋼管，該管道在樁頭處敞開以便與塑料軟管相連，并將壓力水流從軟管傳至樁尖。

（2）樁尖噴管

樁尖有預埋水平鋼管，該管道將水從中心管引入樁尖噴管，并通過小孔噴射入土體,如圖 15-18 所示。該樁尖管包含大量間距規(guī)則的直徑約為 3mm 的孔，中心管與樁尖管相連。

（3）工字梁

一根工字鋼梁沿其一邊部分澆筑于混凝土板樁內(nèi)，如圖 15-19 所示。工字梁側面為兩個半圓形溝槽。

（4）矩形管道

一根矩形截面鋼管道（矩形管道）沿工字梁對邊澆筑在鋼筋混凝土板樁內(nèi)，如圖 15-19所示。矩形管道帶有狹窄的開口，略厚于工字梁腹板但比工字梁翼緣窄。矩形管道的內(nèi)部寬度略大于工字梁翼緣的寬度。

矩形管道的內(nèi)部長度大于一半腹板的長度與翼緣厚度之和。矩形管道側面為兩個預制在混凝土內(nèi)的半圓形溝槽。工字梁、矩形管道和 4 個半圓形開口槽的下方端部位于板樁樁尖上方 1m 處。

2、施工要求

（1）板樁制作

按照 15.5.1 鋼筋混凝土板樁制作要求，預制用于噴射、灌漿和聯(lián)接的特殊設計的鋼筋混凝土板樁。

（2）噴射法沉樁

從樁內(nèi)管道噴射水流的噴射方法有：

1）是從樁尖的一個噴嘴采用錐形噴射水流 ；

2）是從鋼筋混凝土板樁樁尖的許多小型噴嘴采用許多向下的直線高速水流方式噴射水流。

當板樁豎立到正確位置時，通過塑料軟管將壓力水流泵送至垂直中心管。塑料軟管與樁尖的一系列小型噴嘴相連，這些噴嘴將水噴射入土體,如圖 15-18 所示。泵送壓力大約在 1.0到 2.0Mpa。總的排水速率為 50–80L/s。沉樁速度約 1m/s。

為保證樁尖處小孔不會被沙子或砂礫阻塞，泵送和噴射的水不得包含任何大型固體顆粒。根據(jù)經(jīng)驗，建議水里固體顆粒的含量不應超過水總質(zhì)量的 0.1%。

樁尖下方的土體被噴射作用沖散和液化，因此能使起重機控制下的鋼筋混凝土板樁利用自重沉入土中。起重機操作員連續(xù)進行噴射，直到樁達到設計深度為止。當樁沉至設計深度以上約 0.5m 處時，他減小排水速率和水壓以便將對永久樁尖下方土體的擾動降至最小。

第一根樁已安裝到位后，按類似的施工程序進行第二根樁施工。噴射前，第二根板樁垂直側邊上的工字梁自由翼緣應插入第一根板樁垂直側邊上的矩形管內(nèi)，第二根樁工字梁的自由翼緣與第一根板樁矩形管道內(nèi)部相匹配。如水下插板堤壩工程，在板樁的側面需要增設插入滑道定位。這一過程在以后所有的樁中重復進行。

（3）板樁連接

采用袋狀水泥漿砂漿，將兩根板樁相對應四個半圓形溝槽組成了兩個垂直圓柱形孔、鋼管道和兩根混凝土樁側墻間的間隙進行泥漿置換，使鋼筋混凝土板樁之間縱向連結成整體。

最后利用頂部預留鋼筋與新增加的橫向鋼筋綁扎起來，澆注鋼筋混凝土壓頂圈梁，使整體板樁橫向連接成整體。

完