水利工程护岸项目中高分子聚合物板桩施工分析.pdf

高分子聚合物板桩是一种新型环保建材，可以代替木头、石头、水泥或钢板。应用于水利工程护岸建设等领域，具有安装简便、成本低廉、力学性能高、耐腐蚀性能好等优点。文章结合水利工程低挡土护岸项目的实际应用，对高分子聚合物板桩材料的优势、施工流程、板桩质量检验方法，以及施工和质量控制要点进行了分析探讨，以期促进高分子聚合物板桩在水利工程中的高效应用。关键词：高分子聚合物板桩；护岸；水利工程Abstract:High polymer sheet pile is a new type of environmentally friendly building material,which can replace wood,stone,cement or steel plate.It has the advantages of simple installation,low cost,high mechanical properties and good corrosion resistance applied in the fields such as water conservancy engineering bank protection construction.Based on the practical application of low retaining soil bank protection project in water conservancy engineering,this paper analyzes and discusses the advantages,construction process,sheet pile quality inspection method,construction and quality control points of high polymer sheet pile materials,in order to promote the efficient application of high polymer sheet pile in water 水利工程护岸项目中高分子聚合物板桩施工分析于晓沐1，汤 阳2，张成雷3，张 辉3，宋 力41.扬州大学，江苏 扬州 2250092.连云港市鑫海水利工程质量检测有限公司，江苏 连云港 2220003.连云港市水利建筑安装工程有限公司，江苏 连云港 2220004.江苏省水利科学研究院材料结构所，江苏 扬州 225002Analysis on High Polymer Sheet Pile Construction in Water Conservancy Engineering Bank Protection ProjectYU Xiaomu1,TANG Yang2,ZHANG Chenglei3,ZHANG Hui3,SONG Li41.Yangzhou University,Yangzhou 225009,Jiangsu,China2.Lianyungang Xinhai Water Conservancy Engineering Quality Inspection Co.,Ltd.,Lianyungang 222000,Jiangsu,China3.Lianyungang Water Conservancy Construction and Installation Engineering Co.,Ltd.,Lianyungang 222000,Jiangsu,China4.Institute of Materials and Structures of Jiangsu Hydraulic Research Institute,Yangzhou 225002,Jiangsu,China032.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.12.1 高分子聚合物板桩介绍高分子聚合物板桩是一种由高分子材料挤压成型的桩板结构，具有结构可靠、耐久、生态、美观、经济、施工便捷等特点，目前已在低挡土护岸结构中逐渐得到广泛应用。与常规砌石挡墙，或木桩、混凝土板桩、钢板桩等板桩式结构相比，该材料具有以下优势：（1）轻质高强。材料具有密度低、抗冲击能力强、高强度、抗应力蠕变性能优异的力学性能，在-200 50的温度环境下均能长期正常工作。（2）稳定耐久。材料具有抗腐蚀、防蚁蛀、耐紫外线、抗氧化等优良的理化性能，共挤抗紫外覆膜后，其使用寿命长达 50 100 a。（3）安全经济。利用现代分析设计技术对产品进行仿真优化和系列设计，结合具体项目合理选型及优化组合搭配，保证工程项目的安全、经济。（4）生态环保。高分子聚合物板桩主要成分为高分子 PVC 聚合物，不含催塑剂、重金属等有毒物质，作者简介：于晓沐，男，扬州大学本科在读，研究方向为水利工程建设与管理。conservancy engineering.Key Words:high polymer sheet pile;bank protection;water conservancy engineering分类号：TV31工程设备与材料 982023 年 第 12 期 总第 140 期 工程技术研究不会对周围环境造成污染；代替了传统建设中对木材、水泥、黄砂、石子等天然材料的消耗；可根据水生态环境需要，在设计高程开设水生动物产卵、栖息的生态孔洞，利于水生动植物的生长栖息。（5）景观性强。产品表面可绘制仿木、石材、彩绘等多种景观图案，与周边环境融合、协调。（6）施工便捷。高分子聚合物板桩重量较轻，无须大型施工设备，减少了对施工场地的要求。采用打入式施工工艺，减少了土方开挖回填量、简化了施工工序、施工效率大幅度提高。2 高分子聚合物板桩质量检验2.1 外观检验高分子生态聚合物板桩出厂前须对所有产品外观作全面的质量检查，主要检查项目为几何尺寸（长 厚 宽 高）、外面缺陷、总体平直度、外边缘锁口形状、桩顶矩形比等。若高分子聚合物板桩有严重变形、缺损、裂缝，应作更换处理。2.2 材质检验高分子聚合物板桩理化材质检验包括板桩抗拉强度、伸长率、弯曲性能、锁口锁定强度等机械性能及材质化学成分分析。对于各种型号及不同生产批次的板桩材料，要求至少进行一组机械性能抗拉强度、伸长率及弯曲性能项目测试。每 10 20 t 重的高分子聚合物板桩应进行两组试件试验。高分子聚合物板桩材料性能：拉伸强度 30 MPa，弯曲模量 3 500 MPa，板桩最大变形 10 mm，板桩最大应力 20 MPa。典型高分子聚合物板桩结构示意图如图 1 所示。d1d2yyxxL注：L 板桩总宽度；d1侧壁厚度；d2后壁厚度。图 1 典型高分子聚合物板桩结构示意图3 高分子聚合物板桩施工要点3.1 机械配置高分子聚合桩施板桩本身材质轻便，所选用的打桩机械可选用轻便型桩架，所配置的桩锤重量略大于板桩重量即可，激振能力要适当。普通护岸项目的高分子聚合物板桩采用 2 台专业履带式高频高分子聚合物打桩机进行施打可满足施工要求。3.2 导架安装在高分子聚合物板桩正式施工前，应在现场打桩轴线两侧设置施工导架，以保证施工纵轴线的顺直及板桩入土垂直度，提高施工精度，防止板桩在施打过程中扭曲变形、断裂。导架材质需要满足刚度、变形及抗冲击性能方面的要求，其材质通常为合金钢。板桩导架结构根据桩基特征采用双面单层结构，由围檩排桩及横向导梁组合而成，双面围檩的间隔不宜太大，略厚于板桩成墙厚度 10 15 mm。单面围檩的间距通常取 2 3 m。导架正式安装前，应先设置临时施工平台及施打定位桩。导架的主要构件在厂内完成定制后运往现场分段拼装，之后在临时施工平台上完成组装，并在定位桩上就位。也可不设置定位桩，直接连接于施工平台，前期先施打少量高分子聚合板桩，然后逐渐将导框固定到高分子聚合物板桩上，如图 2 所示。图 2 导架安装示意图安装导架时注意事项如下：（1）导梁要有足够的刚度和强度，不能在板桩施打过程中产生明显的变形和沉降；（2）导梁的高度要满足控制高分子聚合物板桩施工高度要求；（3）导梁安装的空间位置尽量保证垂直，避免与高分子聚合物板桩接触；（4）施工过程中采用水平仪和经纬仪观测导梁的水平度和垂直状态，并不断调整。3.3 生态板桩施打根据总体施工进度计划安排、施工场地实际情况、基坑平面布置、桩群密集度、板桩贯入度、基坑地质情况、施工条件等诸多因素，合理确定打桩的先后次工程设备与材料 99工程技术研究 第 8 卷 总第 140 期 2023 年 6 月序及线路。桩机施工时应分别错开布置，防止施工干扰。3.3.1 施工准备高分子聚合物板桩在沉桩前，应对地上地下附着物、管线、障碍物进行全面踏勘，施工区域内的障碍物要全部清除，地下管线要及时迁移，并通知归属部门接管，做好保护工作。3.3.2 标定桩位根据设计要求先行桩基总体放线定位，采用小木桩标示每根桩的中心位置，并设置高程控制点。板桩出厂运输至施工现场后，采用简易吊装设备将板桩吊立就位，利用桩架上的定位夹具固定桩帽，做好施打准备工作。3.3.3 打桩（1）选择正确桩长的板桩，利用木桩及铁架形成导墙，扶正板桩，板桩间利用 C 型槽与 T 型接头榫接，桩位成排紧密布置。（2）为方便板桩桩体入土及施工结束后拔出，在正式施工前须在桩身锁口位置涂抹专用黄油合成料油膏，以减少施打过程中土体阻力，并起到桩与桩之间的防渗作用。黄油混合油膏配制比例为沥青黄油干黏土=2 2 1。（3）打桩时，将板桩固定稳定，用挖掘机转化液压震动锤的双夹和单夹按压桩头，利用桩箍及导架将各板桩安置于导架中间，再对桩位及垂直度进行校正。上述工作完成后，将桩锤轻压放至外接桩帽进行打桩。桩顶与桩帽的拉触部位应保持平整，不平整的地方可以采用水泥或环氧砂浆找平。（4）锤击施打过程要求落锤轻缓，不得重击，通过最初的几次击打，对导架、板桩桩身、桩锤的状态进行观察，如没有异常情况，即可进行后续施打。（5）高分子聚合桩板物板桩在施打过程中，须将适宜的弹性垫片置于桩身与桩帽之间，减少施打过程对板身的冲击能量。桩帽为钢制品，用绳圈垫或硬木进行中间过渡承托。为保证施打力度均匀，同样要求桩顶与桩帽的接触部位平整，中心位置处于同一直线，防止在施工过程中产生冲击偏位。（6）有入土要求的板桩，需要使用专门定制的送桩装置将板桩送入设计高程处。送桩器为钢制品，置于桩顶端，轻击将板桩送到设计位置。（7）高分子聚合物板桩采用施工机具上振动锤吊具起吊板桩，交板桩移位至上一块相邻后续位置就位施打，并保持锁口互相锁接，位置及垂直度检查无误后起振下沉。施打过程中，如发现下沉速度突然减小，应停止沉桩，并立即将板桩上拔 0.5 10.8 m，然后重新快速下沉。要求板桩每下沉 10 cm 左右停振检测桩位及垂直度偏差，如超出偏差范围要立即纠正。当板桩的斜度超过 2%，不能用起拔调齐方法调正时，要把该板桩拔起重打。4 高分子聚合物板桩施工质量控制高分子聚合物板桩在沉桩过程中，要做到随振动沉桩随时检测，出现偏差超出允许范围，要立即进行调整，质量控制允许偏差如表 1 所示。表 1 高分子聚合物板桩施打质量控制允许偏差成桩后通过开挖基坑对高分子聚合物板桩施工整体效果进行观测，板桩群应锁口连接严密、无严重扭曲、劈裂、倾斜且垂直平顺。5 结束语高分子聚合物板桩因其自重轻便，具有优异的力学性能和抗老化性能，被广泛应用于水利工程生态护岸边坡防护，高分子聚合物板桩亦可应用于堤坝和池塘挡水等市政建设等领域。近年来，高分子聚合物板桩先后在扬州市韩万河综合整治二期工程、扬州泰州国际机场二期扩建工程周边水系调整工程等多个生态护岸项目中得到成功示范应用。相较于传统混凝土挡墙、钢板桩及预制管桩，高分子聚合物板桩具有安装简便、成本低廉、力学性能高、耐腐蚀性能好等优点，社会效益、环保效益、经济效益显著，应用前景广阔。参考文献1 顾靖超,周跃华,陆立国,等.高强度塑钢板桩在黄河护岸工程中的应用J.人民黄河,2019,41(11):22-25,64.2 韦源源,杨过,龚俊杰,等.新型高分子聚合物板桩结构分析J.机械工程与自动化,2020(6):66-67.3 基于高强度塑钢组合板桩的生态护岸技术研究J.交通节能与环保,2022,18(S1):1-4.4 庞立强.综合生态护岸技术在河流疏浚治理中的应用研究J.四川水利,2022,43(6):82-86.5 张鸣.水利工程中河道堤防护岸工程施工的策略分析J.建设科技,2021(24):57-59,63.项目允许偏差板桩纵向轴线偏差10 cm板桩横向轴线偏差-50 0 mm桩项标高10 cm板桩垂直度5%