嘉定區顧浦河道整治工程中的塑鋼板樁施工要點研究

高 明

（上海城建水務工程有限公司，上海市 200082）

0 引言

嘉定區顧浦(省界—雞鳴塘）河道綜合整治工程是2019 年上海市嘉定區政府投資建設的重點水利項目，規劃為次干河道，是圩區排水主要通道。總體定位為打造具備生態防護功能、體現歷史文化特色、滿足濱水活動條件的嘉北郊野生態廊道。目前，國內外用于水利工程建設的新材料日新月異。河道治理工程在滿足防洪防汛的安全前提下，開始注重工程的環境問題。為充分發揮顧浦河獨有的資源和沿岸城市獨特的地域優勢，精心打造獨具特色的城市形象和景觀風貌，讓城市貼近水系，讓河流融入城市，實現河暢、水清、岸綠、景美，迫切需要在工程結構和新材料運用方面實現突破與創新，引進既能滿足工程安全要求，又能兼顧生態效果和景觀效果的新材料、新技術，實現水利工程與生態景觀的有機融合。

1 塑鋼板樁簡介

高強度塑鋼板樁（以下簡稱塑鋼板樁）采用強化復合材料經特殊工藝一次性擠壓成型，具有材質輕、隔水性好、抗老化、耐腐蝕、施工快捷、使用壽命長等優點，還具有施工占地面積小、便于搬運堆放、綠色環保無污染等優勢，可縮短施工工期、減小施工作業面，對周邊環境影響小，有利于生態環境的保護，被水利部列入《2016 年水利先進實用技術重點推廣指導目錄》。現已廣泛應用于防洪、排澇、防塌陷塌方、防泥石流等自然災害搶險救災和工程建設中。

塑鋼板樁外形依據物理學原理設計，采用大慣性矩截面設計，每片兩側設置C、T 型凹凸套接接頭（見圖1）。板樁間通過接頭相互連接，使組合后的塑鋼板樁整體貼合堤岸。板樁材質堅固、穩定、耐久，不受氣候和水質影響，對水土環境不產生污染，綠色環保。其質量僅為鋼板樁的八分之一，安裝迅速，施工便捷，可組合形成一個整體連續的護岸板墻。

圖1 M 型塑鋼板樁截面圖

2 施工基本情況

2.1 塑鋼板樁護岸位置及形式

該工程塑鋼板樁護岸位置主要位于外前公路與顧浦河交叉處南側約600 m 的古鎮保留段，見圖2 所示。塑鋼板樁護岸結構形式詳見圖3 所示。

圖2 塑鋼板樁施工平面位置圖

圖3 塑鋼板樁護岸結構形式圖（單位：mm）

2.2 設計要求

（1）塑鋼板樁拉伸強度不小于40 MPa，抗彎強度不小于60 MPa，抗剪強度不小于130 MPa，必須采用通過國家認證的單位檢驗產品驗收。

（2）選用列入水利部《水利先進實用技術重點推廣指導目錄》 的產品，以便于業主對產品標準的驗收。

（3）塑鋼板樁定位偏差應小于30 mm，打樁定位時，送樁與塑鋼板樁定位點標記差不超過50 mm。

（4）板材的寬度、高度、長度和厚度偏差應符合Q/YHJ01-2016《高強度塑鋼板樁》企業標準相關規定。

（5）進入施工現場的塑鋼板樁應按要求抽查驗收。

（6）塑鋼板樁施工完畢后應進行軸線、垂直度、樁頂高程、樁頂平整度抽查驗收。并應符合相關要求[1]。

（7）塑鋼板樁施工的質量檢測應滿足現行國家相關規定。

2.3 地質情況

根據勘察資料，擬建場地在勘察范圍內，可分為4 個層、若干個亞層。地基土的構成與特征見表1 所列。

表1 地基土構成與特征一覽表

3 塑鋼板樁施工工藝流程

3.1 塑鋼板樁進場

塑鋼板樁材料由廠家采用船舶運輸至施工現場水上打樁機（液壓震動錘型號ZX360H-3）處。塑鋼板樁材料材質較輕，由兩名工作人員在運輸船上配合水上打樁機逐根將塑鋼板樁安裝打入準確位置。如此循環，待運輸船上的塑鋼板樁全部打設完畢后該運輸船退場。

塑鋼板樁材料出場時為整捆，每捆根數為15根，單捆質量約為2 t，每艘運輸船內水平放置3 捆，垂直疊放3 層，總計9 捆，每層之間采用2 根墊木作為隔層，每船的塑鋼板樁總質量約為18 t，遠低于運輸船的標準載重80 t，符合安全運輸的要求。

3.2 塑鋼板樁施工組織

質量較輕是塑鋼板樁的特點的之一，故而現場的施工較為簡便。根據該工程的特點，由于受施工現場條件限制，河道兩岸為古鎮保護區，大型機械在岸上施工具有一定的局限性。為保護古鎮河道兩岸的原有構筑物，該工程采用水上打樁的方式施工塑鋼板樁。

水上打設塑鋼板樁機械采用液壓振動錘安裝于挖掘機上與定位挖掘機船組合施工。施工人員由塑鋼板樁運輸船駕駛員1 名，定位挖掘機船駕駛員1名，挖機打樁機駕駛員1 名，現場施工技術指揮1名，塑鋼板樁搬運、安裝及輔助工作人員5 名。所有的機械及人員必須通過進場報驗，工作人員必須經過安全技術交底、培訓考核合格持證上崗[2]。施工開始前還必須向河道管理部門、海事處、水利部門等報備，服從相關管理部門的規定。

3.3 施工工序和要求

（1）定位挖掘機船在打設塑鋼板樁處停穩，插入定位樁使船身保持穩固。打樁機夾取送樁板，將送樁板平放于運樁船甲板上，放置時必須注意船體平衡，盡量輕取輕放。

（2）由搬運、安裝人員將塑鋼板樁從船艙內搬運至甲板并安裝于送樁板上，安裝前必須確保送樁板表面清潔無雜物，使塑鋼板樁與送樁板緊密貼合。

（3）在塑鋼板樁和送樁板緊密貼合的前提下使用夾緊件將塑鋼板樁與送樁板固定牢固。夾緊件必須與塑鋼板樁垂直對稱加固，左右兩側共三對，間距保持在1.5 m 左右。

（4）送樁板與塑鋼板樁采用夾緊件牢固固定后采用打樁機夾取，在事先標記好的樁位處振動入樁。施工人員根據沉樁的深度同步取下夾緊件，并調整樁身的垂直度。

（5）在沉樁過程中，施工人員扶板時必須注意安全。嚴格按照施工前標記的樁位下樁，確保C、T 接頭連接平順緊密。現場施工技術指揮人員密切注意沉樁狀態，發現樁身有傾斜或其他不正常情況及時指揮打樁機駕駛員和扶樁人員進行調整，確保每根樁的施工質量。

（6）當沉樁到達設計標高后，現場指揮人員及時指揮停止沉樁，用打樁機夾取送樁板振動拔出，完成一根樁的施工，并依次施工下一根塑鋼板樁。定位挖掘機船與塑鋼板樁運輸船也根據打設的樁位調整停放位置。

3.4 施工流程及進度分析

根據該工程特點及總進度計劃，塑鋼板樁施工計劃于2020 年5 月初開始，6 月底結束，施工時間為2 個月。

依據以往的施工經驗，以及該工程的施工組織和現場實際情況調查，每根塑鋼板樁的施工步驟和時間組成如下：

3.4.1 定位挖掘機船、運輸船、人員等就位

該工程所采用的塑鋼板樁長度為6 m，寬度為72 cm，每次定位挖掘機船插下定位樁定位后，可打設的長度約3.5 m 距離，約為5 根塑鋼板樁。每打設完3.5 m 后須重新定位，每次拔出定位樁移動至新的打樁位置插下定位樁自身定位以及運輸船和人員就位需耗時5 min，平均到每根塑鋼板樁為耗時1min。

3.4.2 裝板

由2 名搬運工將塑鋼板樁從運輸船艙搬運至送樁板上，每邊固定3 個夾具共3 對，安裝完畢后檢查塑鋼板樁和送裝板間的嚴密性和每個夾具的狀態，檢查完畢符合要求后向現場施工技術指揮示意，裝板時間需要約2 min。

3.4.3 吊樁及樁底包裹

塑鋼板樁與送樁板安裝完畢后，現場施工技術指揮人員指揮打樁機駕駛員夾取送樁板緩慢吊起，在施工輔助人員的配合下將樁吊至指定位置。施工人員使用厚塑料編織袋包裹塑鋼板樁和送樁板底部并固定，避免沉樁時土體進入送裝板和塑鋼板樁之間的間隙。此過程耗時約2 min。

3.4.4 下樁

送樁板與塑鋼板樁吊裝就位后，由現場施工技術指揮人員指揮打樁機振動入樁，根據下樁的深度由施工人員分別取下第一至第三對夾緊件，并在下樁過程中密切注意樁身垂直度及下樁狀態，發現異常立即調整，直至樁體到達設計標高。此過程耗時約4 min。

3.4.5 拔樁

在樁體到達設計標高后，現場指揮人員指揮打樁機振動拔出送樁板，塑鋼板樁則留在指定位置成樁完成，進入下一根塑鋼板樁施工。拔樁需耗時約1 miin。

綜上所述，單根塑鋼板樁施工完成總計耗時約10 min。每小時可完成6 根塑鋼板樁，按每日工作時間8 h 計算，每天可打設48 根塑鋼板樁，長度為35 m。該工程塑鋼板樁工程量總計為1 200 m，在正常施工狀態下，能完全滿足2 個月的施工進度計劃。

4 過程中遇到的問題及處理

4.1 沉樁范圍內周邊障礙物

塑鋼板樁施工區域為古鎮保護區，河道兩岸邊存在原有種植的香樟樹且個體均較大，枝繁葉茂，部分樹枝已生長到至河岸外側。剛進場施工時，由于塑鋼板樁為緊臨原有護岸施工，茂盛的樹枝嚴重影響到了打樁的進度和質量，甚至有些部位無法打樁。因此項目部立即暫停了打樁施工，在向監理、業主等單位反映情況后，通過與綠化管理部門等相關單位的協調，同意我部將影響施工的樹枝修剪后施工。經過3 d的綠化修剪確保不影響打樁后，塑鋼板樁恢復施工。

4.2 局部位置河底存在硬塊

在打樁過程中，發現河底局部存在硬質塊體導致塑鋼板樁無法沉至設計標高。在與監理、業主、設計等相關單位反映情況后研究決定，若只是局部1至2 根無法沉至設計標高，則割除塑鋼板樁高出設計標高部分，保證塑鋼板樁頂部齊平，便于下一步的壓頂施工。若存在大范圍無法沉至設計標高，則由設計單位作出設計變更，在此部位采用其他形式的結構。最后打樁施工完成，并未出現大范圍無法沉至設計標高的情況。

4.3 沉樁過快影響線形

初期打樁施工時，由于急于追求施工進度，在完成十余米長度的塑鋼板樁時，發現有局部線形歪斜的現象，影響外觀質量。項目部立即要求放慢沉樁速度，在確保線形直順的前提下方可進入下一步施工，最終得出沉樁速度約為0.03 m/s 的情況下既能保證沉樁質量和線形，又能保證施工進度。

5 施工要點分析

雖然在鋼板樁施工前，已排摸了打樁位置處是否存在各種管線或其他構筑物，也辦理了相關水上作業的手續，設置了各類防護措施，卻疏忽了上空的綠化樹枝的障礙，導致了3d 暫停施工。所以，前期工作一定要做到充分細致，才能使施工順利地進展。在施工過程中，如果遇到可預見以外的問題時，千萬不能擅作主張。一定要及時上報相關單位，在充分討論研究得到認可后方可施工。打樁施工時，不能盲目追求進度，必須在保證質量安全的前提下，充分掌握施工流程步驟，具備一定熟練度以后才可適當提高速度。

6 結語

在各個施工領域高速發展的當下，傳統的施工材料、技術已無法完全滿足現代社會的要求，這就要求我們必須去創新，保持對新工藝、新技術、新材料的追求才能使我們不斷地發展。采用塑鋼板樁施工技術已經逐漸體現出其優越性，并且已被列入水利部《水利先進實用技術重點推廣指導目錄》的產品。相信在不久的將來，采用塑鋼板樁施工技術必定會逐漸成熟和推廣。