钢筋混凝土板桩制作方法、要求及注意事项

1.钢筋混凝土板桩生产

1.生产方法

钢筋混凝土板桩生产不受场地限制，可在现场或工厂生产。钢筋混凝土板桩生产一般采用标准钢模板或木钢组合模板。养护方式有自然养护和蒸汽养护窑养护。生产现场应制作相同条件下养护的混凝土试块，以确定板桩的起吊、翻转和运输情况。

2.预制及施工要求

由于钢筋混凝土板桩的特殊结构和特定用途，生产要求板桩墙的桩顶必须处于设计的水平面上，板桩墙的轴线必须在一条直线上，榫槽必须平直，位置必须准确。

（1）桩身混凝土应一次浇筑，不留施工缝。

（2）钢筋箍处的混凝土表面不得出现规则的裂缝。

（3）板桩的榫头不得有崩刃、破损等缺陷。

（4）预制板桩在提升过程中的强度应大于设计强度的70%

（5）挂点位置偏差不应大于200mm，挂索与桩轴线夹角不应小于45度。

（6）板桩存放时应注意：采用多个支撑，并均匀铺放；多层堆放时各层支撑应在同一垂直线上；现场堆放不宜超过3层，工厂堆放不宜超过7层。

（7）板桩发运时应注意：按沉桩顺序画桩安装图，按图装船或装车；运输时用木楔垫好支撑，并根据实际情况采取适当加固措施；按多支撑、少层的原则发运。板桩在工厂内制作、堆放，如图15-12a、15-12b所示。

3.板桩制作允许偏差

板桩制作允许偏差见表15-2。

2.钢筋混凝土板桩沉桩施工

必须充分考虑打桩对附近建筑物的影响，预测打桩过程中震动、排土对周围环境的影响，采取相应措施，采用静压桩或在桩侧土体中埋设袋装砂井或塑料排水板，包括减缓打桩速度等，都有明显的效果。

1.沉桩方法

打桩方法有打入法、射水打桩法、开沟打桩法等，目前最常用的是打入法。

打桩方法有单桩打桩、排桩打桩（也称筛桩法）或分步打桩。封闭式板桩施工又可分为明打和封闭式打桩。所谓封闭式打桩，就是先将全部板桩通过导向架插入桩位，然后闭合桩墙再打入地面。这种打桩方法有利于保证板桩墙的封闭尺寸。如图15-13所示。

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%才能打入，否则易造成桩头损坏或桩身开裂。打入前必须严格检查桩的截面尺寸是否符合设计要求，误差是否在规定的允许范围内。特别是桩的咬合部位，无论是凸的还是凹的，都要认真检查，确保打入顺利，桩身咬合正确。凡不符合要求的桩，在运输、吊装、堆放时，必须保证桩身不受损坏，不出现裂缝。本工程生产的板桩允许偏差见表15-2。

（2）异形桩生产

异形板桩有转角桩、用于调整桩墙轴线倾斜度的斜截面桩、用于调整桩墙长度的变宽桩、用于引导和固定桩位的导向桩等。异形板桩可用型钢或其他类型的桩，如H型钢桩等。转角桩制作相对复杂，也可不使用转角桩，将板桩墙转角处施工成T形合拢（即转角处的板桩墙不相互咬合，而是垂直贴合）。

3.钢筋混凝土板桩生产

工艺流程：测量放线、设置施工水准点→勘探、清除板桩纵轴上的障碍物→定位打桩机或打桩船→打入导檩桩→制作、竖立导檩→沉入起始桩（定位桩）→插桩→送出沉桩→移动导檩继续施工→夹紧沉桩→做安全标志。

（1）檩条生产

在拟建的板桩墙两侧，均设置与板桩墙平行的导檩装置，以保证板桩的正确定位、桩身的垂直度和板桩墙的平直度。

周边檩条通常由导柱和导架组成，其型式有单面、双面、单层、双层和多层、锚固式和移动式等。导桩可用型钢、钢管，也可采用专用钢筋混凝土板桩。导柱间距3～5m，导柱打入土层深度约5m。导架宽度略大于板桩厚度3～5cm，导架底部高度设为50mm。双层或多层导架的高度间距根据导架刚度确定，但不宜过大。周边檩条应结构简单、牢固、设置方便。一般选用具有足够刚度的钢材，如钢管、H型钢、双联大槽钢等。周边檩条的长度每次根据具体施工情况设定，可考虑周转。将板桩打入导向架时，可采用单桩打桩法，若采用屏风法，则在将板桩全部插入土中，拆除檩条导向架后，方可将桩打入地面。檩条型式如图15-14所示。

（2）定位桩放置（即起始桩，或第一桩）

定位桩后的板桩将顺着定位桩的直线度打入土中，后续的板桩墙将以此为依据插入。因此，定位桩的位置和垂直度（在河岸侧和上下游两侧）对整个板桩墙的影响很大。因此，在打入定位桩时需要更加小心和认真，特别是桩身的垂直度，需要控制到最小的误差。定位桩在围檩的标高处，但为了防止下一个桩将其拉倒，标高可适当提高约1m。导向围檩如图15-15所示。

（3）插入板桩

定位桩基本打入就位后，即可依次打入其它板桩。

将板桩沿定位桩（或先前已插到位的桩）的凹槽逐根插入导檩条内。插入土层的深度取决于桩长、打桩机高度、地质条件等因素。要求用打桩锤静压，留1/3桩长打桩。插桩过程中，尽量不要用锤子（特别是重锤）打桩。

采用筛管法施工时，每排桩数以10～20根为宜，如果一次打桩数量过多，打桩困难，且板桩间挤压力大，容易造成桩身损坏。

当地质较为坚硬时，可采用钢桩头，并在桩的上端和顶部加设钢板箍，或增设钢筋、提高混凝土等级，以提高板桩抵抗锤击的能力。

（4）拆除导檩条装置

板桩幕墙成型后，确认拆除导檩条装置不会引起墙体倾斜或摇动，即可拆除导檩条装置，并按施工流程安排进行下一导檩条施工。为保证与下一施工段顺利衔接，最后一节导檩条装置保留，并与下一施工段衔接。

（5）板桩交付

拆除檩条装置后，即可将已打入屏墙的板桩墙逐根打至设计标高。打桩顺序与插桩顺序相反，即后插的桩先打入，先插的桩后打入。若在打桩过程中发现相邻桩有底切或板桩倾斜（指板桩墙方向），则需要考虑分层打桩。分层打桩顺序一般与上述相同。每段屏墙最后几根桩不打入，接续到下一施工段。

a.斜截面桩（又称斜锥桩）的施工

由于挤土的影响，整个桩范围内板桩榫头难以紧密贴合，桩壁会沿轴线发生倾斜，倾斜过大，施工会比较困难。此时可采用打入斜截面桩，即楔形桩进行调整。斜截面桩的数量和位置应根据施工经验和条件确定。

b. 转角施工

转角处可采用专用钢桩，可用两根H型钢桩焊接在一起，或用T型桩封堵。为保证转角尺寸准确，可先打角桩，再打其它桩。转角板桩桩尖如同方桩桩尖，桩长比普通板桩长2m。沉桩时，必须控制好转角方向。

（6）将袋装混凝土倒入槽内

板桩间的相对凹槽一般会伸入泥面（开挖面）不超过1.0m，基坑开挖前应用高压水枪将凹槽冲洗干净，在双槽内放入一个具有足够强度、周长大于双槽内边长（不小于5cm）、长度大于双槽长度0.2m的密封塑料袋，再在塑料袋内装入坍落度不小于10cm、强度与板桩相当的细石混凝土，将凹槽填封严密，达到防水防渗的效果。

4. 桩基施工标准

板桩插入的垂直度偏差不得大于0.5%；板桩打入平面位置允许偏差为100mm；板桩施工的垂直度允许偏差为1%；板桩用于防水时，板桩之间的间隙不得大于20mm；用于挡土时，不得大于25mm；板桩轴线允许偏差为20mm；板桩施工时桩顶标高允许偏差为±100mm。

打桩施工质量标准见表15-3。

5. 防止板桩错位、倾斜的措施

打桩过程中常见的桩顶断裂、桩身裂缝、沉桩困难等质量问题的预防处理方法与一般钢筋混凝土方桩基本相同，这里仅就钢筋混凝土板桩施工特有的脱桩、倾斜等问题进行说明。

（1）造成榫头错位的主要原因是预制钢筋混凝土板桩榫头尺寸及直线度不符合设计要求，因此施工前必须对每根桩进行检查验收，防止桩头打入土中。

（2）当沉桩过程中，桩尖与桩身不在同一轴线上或桩尖一侧碰到硬土或异物时，桩身就会发生转动（即桩的横截面与板桩墙轴线形成一个夹角），如不及时采取措施，必然会出现脱位现象。

对此，首先应对预制桩进行认真的检查验收，桩尖与桩身不在同一轴线上的桩不能使用。另外，当沉桩过程中桩身发生旋转，无法拔出桩时，可在有旋转趋势的板桩对应的两侧导檩条上焊上用足够强度的钢材制成的小型限位器，并将小型限位器紧贴在板桩身上（紧贴部位应光滑，最好是滚动接触），然后缓慢、小心地打桩即可。经过上述纠正措施后，一般可纠正跑偏，或至少可防止错位的发展。这一措施成功的关键是及早发现错位趋势，并及早实施纠正措施。

（3）部分板桩在榫头侧设有倒角，如图15-16所示。设计者的本意是为了便于桩体破土而出。但桩体在打入地面过程中，若遇到小石子或其他硬物，桩体容易脱臼。因此，建议取消上述倒角。

（4）针对板桩墙前后方向的倾斜，插桩时必须保证桩尖与桩顶在同一垂直线上（即桩顶与四周檩条槽在同一垂直线上）。尤其起桩（定位桩）更要控制得当，因为桩的榫头是以后形成板桩墙垂直度的先导和“支柱”。因此起桩定位要求零误差控制，确认无误后方可插桩，这对以后的施工控制极为有利。

（5）板桩逐根沉放后，往往会向桩壁方向（即桩身榫头方向）发生倾斜。其主要原因是在板桩插入（打入）时，桩身已打入一侧与前一根桩之间的摩擦阻力大于另一侧与土体之间的侧摩擦阻力。另外，除定位桩外，板桩的桩尖一般在榫头侧有一个角度。由于这个角度的存在，在打入过程中，板桩会越来越靠近前一根桩。设计这种形式的初衷是为了保证板桩墙接缝处搭接不脱开。但这样也会大大增加打入过程中桩身与前一根桩之间的摩擦阻力，从而增加桩身倾斜的概率。因此，在板桩施工中，一般都有向板桩墙方向逐渐倾斜的趋势。为此，采用筛管法代替打桩法，可以从根本上降低桩身倾斜的概率。为了进一步避免、减少和纠正上述桩身倾斜的发生，还可采用以下措施：

a.在檩条上设置“定位角铁”，并使之紧贴插入桩，以限制向桩侧倾斜的趋势。在“定位角铁”与插入桩之间涂抹黄油，以利于板桩插入。

b.插桩时，将竹（青）片（厚约1厘米，略小于榫槽宽度）插入板桩榫头内，以减少插（打）桩与打入桩身之间的摩擦阻力。

c.如图15-16所示校正桩尖角，可有效控制桩身倾斜。但打入板桩时，板桩一般都是预制好的，无法进行调整。为便于现场调整，可预制几根与起始桩桩尖类型相同（即桩尖两边有角度，打入桩时无倾斜趋势）的板桩。打入过程中，视现场情况可间隔打入类似的板桩，对调整倾斜十分有效（如果现场没有此种板桩，且桩尖所在土层不是硬土，也可将桩尖凿掉，改为“平头桩”）。

（6）板桩错位处理

对于未接缝的板桩接头，建议采用压实灌浆加固。即除了用细石混凝土将接头填密外，还采用压实灌浆加固靠近河岸的接头。对于未接缝的钢筋混凝土板桩，根据设计要求采用细石混凝土灌浆。在钢筋混凝土板桩处理前，将高于设计标高的板桩凿至设计标高。

对于接缝大于80mm的板桩，采用双排压实注浆，用树根桩加固板桩中间的注浆空间。用高压水将板桩接缝处土体冲刷干净，下注注浆管，然后填入重量比为1：2的中粗砂和5-25碎石子，表面用粘土压实后再注浆。对于接缝大于25mm、小于或等于80mm的板桩，只采用双排压实注浆，双排注浆时先注外排，后注内排。对于无接缝的板桩，在板桩接缝处注单排水泥浆液。注浆浆液中加入细砂和2%水玻璃，比例为1：0.3（水泥：细砂重量比）。注浆量控制在25Kg/m3左右，注浆压力控制在0.4-0.5MP，注浆时必须严格控制注浆压力在规范范围内。

6. 桩倾斜的纠正措施

板桩打桩时，要用经纬仪经常观察，保持板桩两个方向的垂直，如有倾斜，可按表15-4所列方法纠正。

3.钢筋混凝土板桩沉桩设备的选择

可以使用多种机器来打入板桩，例如柴油打桩锤、落锤、气动锤等。打桩锤的尺寸取决于板桩。

1. 锤型要求

对于钢筋混凝土板桩，用导杆柴油锤施工最为适宜。1.8t双导杆柴油锤，锤击能量为30-40KN.m，适用于10-15m长桩的施工；2.5-3.2t双导杆柴油锤，锤击能量为65-85KN.m，适用于20m长桩的施工；对于20-30m长板桩的施工，还有冲击块为2.5-4.6t，锤击能量为60-140KN.m的筒式柴油锤。用筒式柴油锤施工时，宜采用重锤轻击的方法，也可选用锤击能量相同的落锤或蒸汽锤。近年来，已有一批锤击能量为20～150KN.m的小型液压锤投入市场，这些锤击能量也可用于钢筋混凝土板桩施工，且其施工质量优于其它锤击器。

2. 桩帽形式

采用锤击技术施工钢筋混凝土板桩时，必须采用桩垫（杆式柴油锤）或桩帽加桩垫（筒式柴油锤）。由于板桩施工的特点及板桩墙结构和施工工艺的特殊要求，为达到板桩顶在设计的平面上，其桩帽形式与混凝土方桩施工形式不同。在靠近插桩的一侧，没有桩帽挡板，一侧敞开；在送桩阶段，桩帽两侧均无挡板，两侧敞开。

当钢板桩采用带帽桩顶时，也可采用类似于混凝土方桩的四边均设有挡板的桩帽。

3.锤垫、桩垫的要求

由于钢筋混凝土板桩在使用过程中桩长受到一定的限制，且施工时所用锤的锤击能量较低，因此，施工时所用的桩垫块、锤垫块也与沉入式钢筋混凝土方桩不同；桩垫块多采用纸板或纤维板制作，一般厚5～10cm，也可用5cm厚的松木制作；锤垫块多采用白棕绳制作；有时也采用硬木制作锤垫块。

白棕绳材质的锤垫一般锤打50~100桩后需更换（一般不损坏也不更换），硬木锤垫损坏后才更换，一般可使用500桩以上。

4. 射水预制钢筋混凝土板桩简介

射水预制钢筋混凝土板桩[3]又称液压插入式钢筋混凝土板桩，特别适用于沿海地区或江河水域的建设工程，如图15-17所示。这些地区有充足的射水水源，使用海水对自然环境没有重大影响。液压板桩技术已成功应用于港口码头、道路交通桥梁、水下人工岛、污水处理池、地下涵洞、泵站、水闸、水渠等工程的建设。在防治洪涝灾害方面，该技术可修建长效防洪坝、防潮坝；在海洋工程方面，可解决突破沙障修建深水航道的世界性难题；在桩基工程方面，可形成多种桩基结构形式，开辟一条提高承载力的新途径。该技术的推广应用，将对水利工程、桩基工程、港口航道工程、消除洪涝灾害等产生重大而深远的影响。

该技术主要包括以下步骤：

1.工厂预制，预制设计用于喷射和灌浆的混凝土桩；

二、现场插桩：利用起重机、浮船或平台起重机将板桩吊起，启动水泵，通过水力喷射将桩插入土体；

3、整体连接：通过灌浆将板桩纵向连接成一个整体，顶部现浇钢筋混凝土将板桩横向和纵向连接成一个整体，加强连接，提高承载力。

1.建设要求

射水预制钢筋混凝土板桩的设计除采用普通钢筋混凝土外，还包括一些工艺和施工要求，如图15-19为射水预制钢筋混凝土板桩结构图。

（1）中心管线

板桩沿其中心轴线具有垂直钢管，该钢管在桩头处开口，以连接到塑料软管并将加压水流从软管传输到桩尖。

（2）桩尖喷嘴

桩尖处有一根预埋的水平钢管，将水从中心管导至桩尖喷嘴，通过小孔喷入土体，如图15-18所示。桩尖管内含有大量间距均匀的直径约3mm的小孔，中心管与桩尖管相连接。

（3）工字钢

工字梁沿一侧部分浇铸混凝土板桩，如图 15-19 所示。工字梁的一侧有两个半圆形凹槽。

（4）矩形管

矩形截面钢管（矩形管）沿工字钢对边浇筑在钢筋混凝土板桩内，如图15-19所示。矩形管的开口较窄，略厚于工字钢腹板，但窄于工字钢翼缘。矩形管的内宽略大于工字钢翼缘的宽度。

矩形风管内长大于腹板长度的一半与翼缘厚度之和，矩形风管侧面为两个混凝土预制半圆形槽，工字钢、矩形风管及四个半圆形开口槽的下端位于板桩尖端以上1m处。

2.施工要求

（1）板桩生产

按照15.5.1钢筋混凝土板桩生产的要求，预制专门设计用于喷射、灌浆和连接的钢筋混凝土板桩。

（2）旋喷桩

桩内管喷水的方法有：

一是利用桩尖喷嘴喷射锥形水流；

其次，利用钢筋混凝土板桩顶端的许多小喷嘴，以多条向下的直线高速水流喷水。

当钢板桩竖立到正确位置后，通过塑料软管将加压水泵入垂直中心管。塑料软管与桩尖的一系列小喷嘴相连，将水喷入土壤，如图15-18所示。泵送压力约为1.0至2.0 MPa。总排水率为50-80 L/s。桩沉降速度约为1 m/s。

为了确保桩尖的小孔不被沙子或碎石堵塞，泵送和喷洒的水不得含有任何较大的固体颗粒。根据经验，建议水中固体颗粒的含量不应超过总水量的 0.1％。

桩尖下方的土壤在喷射作用下被分散和液化，从而使起重机控制的钢筋混凝土板桩靠其自重沉入土壤中。起重机操作员继续喷射，直到桩达到设计深度。当桩高出设计深度约 0.5 米时，他降低排水速率和水压，以最大限度地减少对永久桩尖下方土壤的扰动。

第一支桩打好后，按类似的施工程序施工第二支桩。喷射前，应将第二支板桩竖边工字钢的自由翼缘插入第一支板桩竖边矩形管内，第二支桩工字钢的自由翼缘与第一支板桩矩形管内侧贴合。对于水下插入式坝工程，需在板桩侧面增设插入滑道定位。后续所有桩均重复此过程。

（3）板桩连接

用袋装水泥砂浆在桩身纵向开两个圆柱形孔，孔上有四个半圆形凹槽，与两根板桩相对应，并在钢管与两根混凝土桩侧壁之间的缝隙中置换泥浆，使钢筋混凝土板桩纵向连接成一个整体。

最后，顶部的保留钢杆与新添加的横向钢棒绑在一起，并倒入钢筋混凝土顶部环梁，以水平将整体板堆积到整体中。