钢筋混凝土板桩（基坑围护结构等领域的组合桩体）

简介

钢筋混凝土板桩具有强度高、刚度大、取材方便、施工简易等优点，其外形可以根据需要设计制作，槽榫结构可以解决接缝防水，与钢板桩相比不必考虑拔桩问题，因此在基坑工程中占有一席之地，在地下连续墙、钻孔灌注桩排桩式挡墙尚未发展以前，基坑围护结构基本采用钢板桩和混凝土板桩。

由于国内长期以来仅限于锤击沉桩，且锤击设备能力有限，桩的尺寸、长度受到一定限制，基坑适用深度有限，钢筋混凝土板桩应用和发展一度低迷。随着沉桩设备的发展，且沉桩方法除锤击外又增加了液压沉桩、高压水沉桩，支撑方式从简单的悬臂式、锚碇式发展到斜地锚和多层内支撑等各种形式，给钢筋混凝土板桩带来了广泛的应用前景。

适用范围

1.开挖深度小于10m的中小型基坑工程，作为地下结构的一部分，则更为经济；

2.大面积基坑内的小基坑即“坑中坑”工程，不必坑内拔桩，降低作业难度；

3.较复杂环境下的管道沟槽支护工程，可替代不便拔除的钢板桩；

4.水利工程中的临水基坑工程，内河驳岸、小港码头、港口航道、船坞船闸、河口防汛墙、防浪堤及其他河道海塘治理工程。

施工要求

1.制作方法

钢筋混凝土板桩制作不受场地限制，可以现场或工厂制作，钢筋混凝土板桩制作一般采养护方式有自然养护和蒸汽养生窑中养护。制作场地应制作同条件养护的混凝土试块，以便确定板桩的起吊、翻身和运输条件。

2.预制加工和施工中的制作要求

钢筋混凝土板桩的特殊构造和特定的用途，制作时要求必须保证板桩墙的桩顶在一个设计水平面上、板桩墙轴线在一条直线上，榫槽顺直、位置准确。

（1）桩身混凝土应一次浇注，不得留有施工缝。

（2）钢箍位置的混凝土表面不得出现规则的裂缝。

（3）板桩的凸榫不得有缺角破损等缺陷。

（4）预制板桩起吊时的强度应大于设计强度的70%。

（5）吊点位置的偏差不宜超过200mm，吊索与桩身轴线的夹角不得小于45°。

（6）板桩堆存时应注意：采用多支垫，支垫均匀铺设；多层堆放的每层支垫均应在同一垂直线上；现场堆垛不超过3层，工厂堆垛不超过7层。

合并图册

沉桩对附近建筑物的影响必须充分考虑。打桩过程由于振动和排土对周围环境的影响进行预测并采取相应措施，采用静力压桩或者桩侧土中埋设袋装砂井或塑料排水板，包括放慢打桩速度等措施均有明显效果。

1.沉桩方法

沉桩方法包括打入法、水冲插入法和成槽插入法，目前最常用的还是打入法。打入法分单桩打入、排桩打入（或称屏风法）或阶梯打入等。封闭式板桩施工还可以分为敞开式和封闭式打入。所谓封闭式打入就是先将板桩全部通过导向架插入桩位后使桩墙合拢后再打入地下，此种打入方法有利于保证板桩墙的封闭尺寸。

2.沉桩前的准备工作

（1）桩材准备

板桩应达到设计强度的100%，方可施打，否则极易打坏桩头或将桩身打裂。施打前要严格检查桩的截面尺寸是否符合设计要求，误差是否在规定允许范围之内，特别对桩的相互咬合部位，无论凸榫或凹榫均须详细检查以保证桩的顺利施打和正确咬合，凡不符合要求的均要进行处理。板桩的运输、起吊堆放均要保证不损坏桩身，不出现裂缝。

（2）异型桩的制作

异型板桩包括转角用的角桩，调整桩墙轴线方向倾斜的斜截面桩，调整桩墙长度尺寸的变宽度桩以及起导向和固定桩位作用的导桩等。异型板桩可用钢材制作或采用其他种类桩，如H型钢桩等。转角桩制作比较复杂，板桩墙转角也可以不采用角桩而施工成T型封口（即转角处板桩墙相互不咬合，而相互垂直贴合）。

3.钢筋混凝土板桩制作

工艺流程：测量放线、设施工水准点→对板桩纵轴线范围上的障碍物进行探摸和清除→打桩机或打桩船定位→施打导向围檩桩→制作、搭设导向围檩→沉起始桩（定位桩）→插桩→送沉桩→搬迁导向围檩继续施工→对已沉好的桩进行夹桩→做好安全标志。

（1）围檩的制作

在拟打板桩墙的两侧平行与板桩墙设置导向围檩装置，以保证板桩的正确定位，桩体的垂直及板桩墙体的顺直。

（2）定位桩施打（即起始桩，或称首根桩）

定位桩以后的板桩将会顺着定位桩的顺直度入土，以后的板桩墙将依此为依据插入。

（3）插入板桩

定位桩基本插打到位后即可依次插入其他板桩。

将板桩顺着定位桩（或前一根已插桩到位的桩）的凹槽在导向围檩内逐一插桩到位，插入土体的深度根据桩长、打桩架高度及地质情况等因素而定。

当地质较硬时，可采用钢制桩尖，在桩上端及桩顶加钢板套箍或增加钢筋并提高混凝土标号以提高板桩抗锤击能力。

（4）拆除导向围檩装置

板桩屏风墙体形成并确认不会因为拆除导向围檩装置后导致墙体倾斜、晃动，即可将导向围檩装置拆除并按施工流水布置进行下一导向围檩的施工。为能与下一施工段接口平顺，导向装置保留最后一段不拆，与下一段施工段顺接。

（5）送打板桩

围檩装置拆除后即可对已插桩成屏风墙体的板桩墙逐一打到设计高程。送打桩的顺序与插入桩时顺序相反，即后插的桩先送，先插的桩后送。在送打过程中发现相邻桩体有带下或板桩出现倾斜（指顺板桩墙方向）时，要考虑再分层送打桩。分层送打桩的顺序一般与上述相同。每一屏风段墙体的最后几根桩不送打，与下一施工段流水接口。

4.沉桩施工标准

板桩插入垂直度偏差不得超过0.5%；板桩施打平面位置允许偏差100mm；板桩施工垂直度允许偏差1%；板桩用于防渗时板桩的间隙不得大于20mm；用于挡土时不得大于25mm；板桩轴线允许偏差20mm；板桩施工桩顶标高允许偏差±100mm。

5.板桩脱榫、倾斜预防措施

对沉桩过程中，出现桩顶破碎、桩身裂缝、沉桩困难等常见质量问题的预防及处理方法，与一般钢筋混凝土方桩基本相同，这里仅对钢筋混凝土板桩施工中特有的脱榫，倾斜问题进行阐述。

（1）预制钢筋混凝土板桩的凹凸榫的尺寸及顺直度不满足设计要求是造成脱榫的主要原因，故施工前必须逐根检查验收，避免上述桩体打入土中。

（2）当桩尖与桩身不在同一条轴线上或沉桩过程中桩尖的某一侧遇到硬土或异物时桩

身会产生转动（即桩横断面与板桩墙轴线产生夹角），若不及时采取措施，必然出现脱榫。对此，首先认真验收预制桩，桩尖与桩身不在同一轴线上的桩不能使用。另外在沉桩过程中出现桩身转动而无法拔出该桩时，可在有转动趋势的板桩相对应的两侧的导向围檩上，各焊接一根用型钢制作的有足够强度的小限位，该小限位与板桩体贴紧（贴紧处要求光滑，最好是滚动接触），而后继续缓慢小心施打该桩。经过上述纠偏措施后一般均能予以纠正，至少能阻止脱榫发展，该措施的成功与否关键在早发现脱榫趋势，早落实纠正措施。

（3）有的板桩之间凸榫侧会有一个削角，设计者本意是便于桩体破土打入，但在桩体入土的过程中此削角处若遇小石块或其他硬物时，桩体易发生脱榫趋势，故建议取消上述削角。

（4）板桩墙前、后方向的倾斜，在插桩时注意桩尖与桩顶控制在一条垂直线上（即桩顶与围檩槽保持在同一垂直线上）即可。特别是起始桩（定位桩）更要注意控制，因该桩的凹榫是以后形成的板桩墙体的垂直度的导向与“靠山”。因此起始桩的定位要求零误差控制，确认无误后再插桩，这对以后的施工控制极有好处。

（5）板桩在逐根沉入后常会向墙体形成方向（即桩体凹榫方向）倾斜。主要原因是插（打）入时，插（打）桩的桩体靠已打入的一侧与前一根桩之间的摩擦阻力大于另一侧与土体的侧摩擦阻力。另外板桩的桩尖除了定位桩外一般在凹榫侧有斜角，因为有该斜角的存在，板桩在打入过程中会越打越向前一根桩靠紧。设计这种形式的本意是使得板桩墙体接缝搭接不脱榫。但也会使得在桩体打入过程中，与前一根桩之间的摩擦阻力大大增加，从而增加了桩体倾斜产生的几率。所以，在板桩施工中，一般均会发生逐渐向板桩墙体形成方向倾斜的趋势。为此，采用屏风法施工而不采用逐根打入法工艺，可以从根本上减少桩体倾斜发生的几率。为进一步避免、减少及纠正上述桩体倾斜的发生，也可再选用下述措施：

a.围檩上设置“定位角铁”，并与插入桩紧贴，限制住往该桩的倾斜趋势。在“定位角铁”与插入桩之间可抹上黄油，便于板桩的插入。

b.插桩时在板桩的凹榫内插入一竹（青）片（厚度1cm左右，宽度略小于凹榫槽宽），以减少插（打）入桩与已打入桩体之间的摩擦阻力。

c.修正桩尖斜角，可有效控制桩体倾斜，但在施打板桩时，板桩一般均已预制好，再作调整已不可能。为便于现场调整可预制几根如同起始桩同样桩尖类型（即桩尖两面均有斜角，下桩时不会倾斜趋势）的板桩。在施打过程中，视现场情况每隔一段距离插打一根这类似板桩，对调整倾斜很有效果（若现场没有这类板桩而且桩尖所处土层不在硬土中时，也可凿去桩尖成为“平头桩”代替）。

（6）板桩脱榫处理

对板桩脱榫处拟采用压密注浆对脱榫处进行补强处理。即在接榫处除用细石混凝土将接榫处灌密实外，另在靠近河岸边用压密注浆对该接榫进行补强。对没有脱榫的钢筋混凝土板桩按照设计要求采用细石混凝土灌浆。钢筋混凝土板桩处理前将高出设计标高的板桩凿除至设计标高。

安全控制要点

1．插打钢筋混凝土板桩围堰前应对打桩机、卷扬机及其配套机具设备、绳索等，进行全面检查，经试验、鉴定合格后方可施工；

2．钢筋混凝土板桩起吊应听从信号指挥，作业前应在钢筋混凝土板桩上，拴好溜绳，防止起吊后急剧摆动；

3．吊起的钢筋混凝土板桩未就位前，插桩桩位处不得站人。在桩顶作业，应挂吊栏、爬梯，作业人员必须系好安全带；

4．钢筋混凝土板桩起吊前，应首先做到：

（1）钢筋混凝土板桩槽凹部位应清扫干净，锁口应先进行修整或试插；

（2）组拼的钢筋混凝土板桩组件，应采用坚固的夹具夹牢，起吊时，用绳索拴牢，挂钩应封钩；

（3）钢筋混凝土板桩吊环的焊接，应由专人检查，必要时应进行试吊。严禁将吊具拴在钢筋混凝土板桩夹具上或捆在钢筋混凝土板桩上进行吊装；

5．钢筋混凝土板桩插进锁口后，因锁口阻力不能插放到位而需用桩锤压插时，应用卷扬机钢丝绳控制桩锤下落行程，防止桩锤随钢筋混凝土板桩突然下滑；

6．插打钢筋混凝土板桩，应从上游依次对称向下游插打。插打双层钢筋混凝土板桩，应先外侧后内侧，最后在下游处合拢。受潮水影响的河流，应根据实际情况，制定插打方案及安全防护措施；

7．插打钢筋混凝土板桩，如因吊机高度不足，可改变吊点位置，但吊点不得低于桩顶以下1/3桩长位置。在转换吊点时，必须先挂后换，使新吊点吃力后，并确定牢固，才能拆除原吊点；

8．钢筋混凝土板桩在锤击下沉时，初始阶段应轻打。桩帽（垫）变形时应及时更换；

9．使用沉拔桩锤沉拔板桩时，桩锤各部机件、连接件要确保完好，电气线路、绝缘部分要良好绝缘。每天使用前要认真检查，班后要进行修养。操作时，桩锤和板桩连接要牢固，系索人员要有稳固地点立足，要佩戴安全帽和安全带；

10．拔桩时，应从下游向上游依次进行。遇有拔不动的钢筋混凝土板桩，应立即停拔检查，可采取射水、振动等松动措施。严禁硬拔；

11．采用吊机船拔除钢筋混凝土板桩，应指派专人经常检查吊机船的吃水深度，拔桩机或吊机受力情况，拔桩机和吊机应安装“限负荷”装置，以防超负荷作业；

12．钢筋混凝土板桩采用锤击下沉时，桩头和桩尖部位，应采取加固措施。锤击时，应用桩帽、桩垫，并经常检查，发现异常情况应立即停击。