钢板桩在船坞工程重的应用
钢板桩在船坞工程重的应用
1概述
目前，在软土地基上建造大尺度船坞常见的坞墙结构形式是采用单锚箱型钢板桩加高桩承台作挡土、止水结构，该种结构形式能充分利用钢板桩的抗弯能力强、隔水性能好、耐久性强的特点；而作为坞口基坑维护或挡水围堰PU、AU等系列钢板桩主要是利用其隔水性能好、可重复利用、环保效果显著、安全性能高及施工简捷等特点。
因此，近年来伴随着我国造船工业突飞猛进的发展，钢板桩在船坞工程中也得到广泛的应用，钢板桩的施工技术日臻成熟。在中交三航局二公司承建的南通中远川崎一、二期船坞工程、上海外高桥造船基地船坞、沪东造船厂船坞及中船长兴造船基地一、二期等工程中已成功应用，并为钢板桩应用积累了大量的施工经验。钢板桩在上述各船坞中的应用情况见表1-1。
公司已建大型船坞主要结构钢板桩类型汇总表
|
序号 |
工程名称 |
钢板桩型号 |
长度（m） |
主要使用部位 |
功能 |
|
1 |
南通中远川崎一期船坞工程 |
CAZ36 |
25.2 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
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PU32 |
26~32 |
坞口围堰 |
双排挡水围堰 |
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PU16 |
16 |
坞口底板 |
永久性止水 |
||
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2 |
江南集团外高桥造船基地一期船坞工程 |
CAZ25、CZA28 |
24 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
|
PU16 |
5~21.5 |
坞口底板及泵房 |
永久性止水 |
||
|
3 |
中船集团沪东船坞工程 |
CAZ26 |
24.6 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
|
PU32 |
30 |
坞口基坑 |
基坑维护体系 |
||
|
PU16 |
10 |
坞口底板及中间坞门 |
永久性止水 |
||
|
4 |
中船集团长兴造船基地1#线工程 |
CAZ19 |
22 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
|
PU32 |
31 |
坞口基坑 |
基坑围护体系内墙 |
||
|
PU16 |
16 |
坞口基坑 |
基坑围护体系外墙 |
||
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5 |
中船集团长兴造船基地2#线工程 |
CAZ19、CZA23、CAZ25 |
24 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
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AU20、AU23、AU25、PU32 |
20~31 |
坞口围堰 |
双排挡水围堰 |
||
|
AU16 |
12~16 |
坞口及泵房 |
永久性止水 |
||
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6 |
南通中远川崎二期船坞工程 |
CAZ28 |
25 |
坞墙 |
坞墙墙壁 |
|
PU32 |
30 |
坞口基坑 |
基坑维护体系 |
2 主要施工工艺
常规的钢板桩施工工艺为“先插后送”，但在不同船坞施工中，由于地质条件、地形地貌条件、钢板桩规格、钢板桩用途及打桩设备不同，具体的施工工艺也呈现多样化，在公司承建的多个大型船坞中钢板桩的主要施工工艺及设备配备见表2-1。
由表2-1可见在船坞的钢板桩施工过程中，根据不同的地址条件、地形地貌条件、钢板桩规格、用途及打桩设备组合，主要施工工艺可归纳为5大类，具体分析、归纳见表2-2.其中“陆上振动插桩，锤击送桩”和“水上振动插桩，锤击送桩”工艺是在施工的典型工艺，我们在后文中讲给与重点描述，其余工艺仅作简单的介绍。
2.1陆上振动插桩，锤击送桩
本工艺主要适用于陆上打CAZ钢板桩，正常设备组合为履带吊、打桩机、振动锤各一台，导向装置为双层导驾。
在沉桩特别困难的情况下，在正常设备配备基础上，我们会增加一台打桩机悬挂振动锤，振动锤进入打桩机轨道，并在插桩过程中辅以射水插桩作业。下文以正常设备组合进行工艺阐述，最后补充射水辅助打桩工艺。
公司已建大型船坞钢板桩施工工艺及设备配备汇总表
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序号 |
工程名称 |
主要使用部位及规格 |
地质条件 |
钢板桩质量 |
主要施工工艺 |
主要船机设备 |
导向装置类型 |
打桩质量 |
|
1 |
南通中远川崎一期船坞工程 |
坞墙CAZ36 |
桩穿过土层以坚实砂层为主，N值高，打桩较困难 |
好 |
陆上振动插桩，锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
双层导架 |
好 |
|
坞口围堰PU32 |
好 |
水上振动插桩，锤击送桩 |
打桩船、振动锤 |
单层导架 |
好 |
|||
|
坞口底板PU16 |
好 |
陆上振动插桩，锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
单层导架 |
好 |
|||
|
2 |
中船外高桥造船基地一期船坞工程 |
坞墙CAZ25、CAZ28 |
桩穿过土层以淤泥质粘土为主，N值低，桩较容易 |
好 |
陆上振动插桩，锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
双层导架 |
好 |
|
坞口底板PU16 |
好 |
陆上振动打桩 |
履带吊、振动锤 |
单层导架 |
好 |
|||
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3 |
中船沪东船坞工程 |
坞墙CAZ26 |
桩穿过土层以淤泥质粘土为主，N值低，桩较容易 |
好 |
陆上振动插桩，锤击送桩；水上振动插桩，锤击送桩 |
单层导架 |
好 |
|
|
坞口基坑PU32 |
好 |
水上振动打桩 |
起重船、振动锤 |
单层导架 |
较好 |
|||
|
坞口底板PU16 |
好 |
水上振动插桩，锤击送桩；陆上振动打桩 |
打桩船、振动锤；履带吊、振动锤 |
单层导架 |
较好 |
|||
|
中间坞门PU16 |
||||||||
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4 |
中船长兴造船基地1#线工程 |
坞墙CAZ19 |
桩穿过土层以粘性土及淤泥质土为主，N值低，打桩容易 |
一般 |
陆上振动插桩；锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
单层导架 |
一般 |
|
坞口基坑PU32、PU16 |
好 |
起重船、振动锤；打桩船、振动锤 |
单层导架；变幅双层导架 |
一般 |
||||
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5 |
中船长兴造船基地2#线工程 |
坞墙CAZ19、23、25 |
桩穿过土层以粘性土及淤泥质土为主，N值低，打桩容易 |
一般 |
陆上振动插桩；锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
单层导架 |
一般 |
|
坞口围堰AU、PU系列 |
好 |
起重船、振动锤；打桩船、振动锤 |
单层导架；变幅双层导架 |
较好 |
||||
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坞口及泵房AU16 |
好 |
水上振动打桩 |
履带吊、打桩机、振动锤 |
变幅双层导架 |
较好 |
|||
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6 |
南通中远川崎二期船坞工程 |
坞墙CAZ28 |
桩穿过土层以坚实砂层为主，N值高，打桩很困难 |
差 |
陆上振动插桩；锤击送桩 |
履带吊、打桩机、振动锤、高压水泵 |
变幅双层导架 |
好 |
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坞口基坑PU32 |
一般 |
陆上振动插桩 |
履带吊、振动锤 |
变幅双层导架 |
好 |
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序号 |
施工工艺名称 |
主要设备组合 |
导向装置类型 |
辅助措施 |
适应条件 |
备注 |
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1 |
陆上振动插桩，锤击送桩 |
单层导架 |
|
打桩质量一般，纠偏桩需求量大 |
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双层导架 |
|
箱型钢板桩；一般施工区 |
打桩质量好，纠偏桩需求量大 |
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|
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|
变幅双层导架 |
振动锤沿桩架导轨移动，桩端射水插桩 |
打桩质量好，纠偏桩需求量小 |
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2 |
水上振动插桩，锤击送桩 |
打桩船吊振动锤插桩，然后锤击送桩 |
单层导架 |
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箱型或普通钢板桩；水域打桩（需要深送） |
打桩质量好，纠偏桩需求量大 |
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3 |
陆上振动打桩 |
履带吊吊振动锤打桩 |
单层导架 |
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变幅双层导架 |
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