堅(jiān)硬地質(zhì)條件下鋼板樁靜壓植樁施工技術(shù)

邵新懷，谷景濤，趙世龍，王樹新，吳文濤

（1.吉林省交通基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站，吉林 長(zhǎng)春 130021；2.中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

堅(jiān)硬地質(zhì)條件下鋼板樁靜壓植樁施工技術(shù)

邵新懷1，谷景濤2，趙世龍2，王樹新2，吳文濤2

（1.吉林省交通基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站，吉林 長(zhǎng)春 130021；2.中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

靜壓植樁施工技術(shù)適用于多種地質(zhì)鋼板樁施工，成功解決砂、卵石層等堅(jiān)硬地質(zhì)無(wú)法進(jìn)行鋼板樁施工的難題。文章對(duì)克服堅(jiān)硬地質(zhì)靜壓植樁鋼板樁施工原理、施工操作要點(diǎn)進(jìn)行闡述和總結(jié)，為類似工程提供參考。

靜壓植樁；鋼板樁；堅(jiān)硬地質(zhì)

0 引言

在鋼板樁基礎(chǔ)施工中，振動(dòng)錘應(yīng)用非常廣泛，適用于砂質(zhì)黏土、淤泥等軟土地基。受地質(zhì)條件限制，這種施工工法所暴露出來(lái)的問(wèn)題越來(lái)越多，對(duì)環(huán)境和鄰近建筑物影響嚴(yán)重，特別是針對(duì)堅(jiān)硬地質(zhì)，振動(dòng)錘等傳統(tǒng)工藝則施工困難，而靜壓植樁施工技術(shù)可以較好地解決這一難題[1-4]。

1 概述

1.1 工程概況

中交一航局三公司承建的鶴大高速公路ZT07標(biāo)段二道松花江特大橋，橋梁全長(zhǎng)1 260m，跨越二道松花江，地質(zhì)條件復(fù)雜，水文氣象多變，橋梁主墩11號(hào)、12號(hào)墩承臺(tái)位于主河床上，承臺(tái)頂部標(biāo)高低于常水位標(biāo)高，雨季、汛期易受河道水位影響，地表覆蓋6～9m為砂、卵石層，卵石粒徑大、含量多，透水性強(qiáng)，地表下9～32m為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，地質(zhì)柱狀圖見圖1。

1.2 鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為創(chuàng)造承臺(tái)施工干地環(huán)境，選擇鋼板樁圍堰施工工藝，圍堰平面尺寸為33m×16.16m，鋼板樁采用熱軋SPU-Ⅳw型，寬600mm，高210mm，壁厚18 mm，長(zhǎng)12 m，圍堰頂標(biāo)高428.5 m。樁底標(biāo)高416.5m，要求入泥巖深度2m以上。

1.3 鋼板樁植樁工藝

1.3.1 靜壓植樁施工鋼板樁工藝原理

靜壓植樁螺旋鉆并用壓入法，在堅(jiān)硬地層中，利用“除芯理論”，在壓入同時(shí)通過(guò)螺旋鉆鉆掘降低貫入阻力，從而實(shí)現(xiàn)壓入作業(yè)。由于排土量少，所以不會(huì)破壞樁周土層，對(duì)樁的承載力影響小，適用于泥巖、砂巖、花崗巖等軟巖及中硬巖層。植樁工藝原理見圖2。

圖1 地質(zhì)柱狀圖Fig.1 Thegeological column

圖2 靜壓植樁工藝原理Fig.2 Principleof static pressure pile planting technology

1.3.2 靜壓植樁工藝特點(diǎn)

1）實(shí)現(xiàn)對(duì)N值大于50堅(jiān)硬地質(zhì)的壓入。實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝施工困難、混有卵石的砂礫層等N值超過(guò)50的堅(jiān)硬地質(zhì)的鋼板樁壓入施工。

2）抑制排土施工。利用“除芯理論”可將鉆掘范圍控制在最小限度，抑制排土量，不會(huì)破壞樁周邊地基。

2 靜壓植樁施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 植樁機(jī)初期壓入控制技術(shù)

工程初期，無(wú)完成樁可供利用，通常利用“反作用力基座+配重”完成初期反力樁壓入。靜壓植樁機(jī)水平設(shè)置在反作用力基座上，根據(jù)土質(zhì)條件和樁的長(zhǎng)度，將反力重塊放置于反作用力基座的兩側(cè)，利用其總重量作為反力壓入第一支樁。之后每次完成壓入作業(yè)之后，使靜壓植樁機(jī)自走前移，依次抓住植入的完成樁，當(dāng)機(jī)身完全移到初期反力樁上后撤除反力重塊與反作用力基座，完成初期壓入。

初期壓入控制要點(diǎn)：壓入場(chǎng)地必須整平，整平面積滿足施工要求，初始反力必須滿足壓入條件，反作用力配重可使用鋼板樁或混凝土預(yù)制塊。初期壓入工序見圖3。

圖3 初期壓入工序圖Fig.3 The initialp ressing p rocessmap

2.2 鋼板樁止水性能控制技術(shù)

1）樁材選型。靜壓植樁施工鋼板樁推薦選擇新出廠熱軋板樁樁材，鎖口咬合具有嚴(yán)密性。

2）植樁之前將板樁鎖口全部灌入止水材料，如黃油混合物油膏。

3）植樁過(guò)程嚴(yán)控其垂直度及線形，垂直度及線形可利用激光鐳射儀及靠尺進(jìn)行控制。

4）嚴(yán)格控制樁端滲徑，植樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高20～30 cm前，停止預(yù)掘，以不大于500 kN壓入力將鋼板樁壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，防止螺旋鉆預(yù)掘過(guò)程樁端形成透水通道，影響鋼板樁止水效果。

2.3 預(yù)掘除芯質(zhì)量控制

1）螺旋鉆預(yù)掘除芯時(shí)，為防止鉆頭損壞已壓入鋼板樁及更好固定鉆頭位置，需安裝定位導(dǎo)標(biāo)。

2）為提高預(yù)掘效率，預(yù)掘過(guò)程利用空壓機(jī)向鉆頭送高壓風(fēng)。

3）渣體清理和成孔。預(yù)掘過(guò)程中，及時(shí)清理出渣。為確保鉆進(jìn)深度準(zhǔn)確，預(yù)先在鉆桿上相應(yīng)位置做標(biāo)記線。

4）提鉆并沖洗。預(yù)掘完成后提鉆前，安裝鉆桿刮泥器，提鉆過(guò)程中，需要用高壓水槍沖洗鉆桿，使鉆桿保持清潔。

2.4 植樁壓入技術(shù)

提鉆完成后，即可進(jìn)行植樁工序，為保證鉆頭不損傷已施工的鋼板樁鎖口，植樁過(guò)程換用400mm規(guī)格的鉆頭，植樁過(guò)程包含以下幾項(xiàng)工作內(nèi)容：

1）更換鉆頭

提鉆完成后，卸下定位導(dǎo)標(biāo)，用水沖洗鉆頭，將預(yù)掘用大鉆頭更換為小鉆頭。

2）吊裝鋼板樁

鋼板樁頂部預(yù)先開好吊裝孔，底部焊好限位板，利用履帶吊吊起鋼板樁，調(diào)整位置，使鋼板樁沿螺旋鉆套管下落，鋼板樁限位板卡住鉆桿，抱緊固定夾，完成吊樁工作。

3）調(diào)整鉆桿位置、植樁

調(diào)整固定夾頭位置和方向，使鋼板樁鎖口與前一鋼板樁鎖口相互咬合，調(diào)整鋼板樁位置和垂直度后，開始植樁。

4）設(shè)備自走

在植樁達(dá)到一定深度，確定鉆桿及壓入樁具有足夠的支撐力后，升起植樁機(jī)機(jī)身，完成自走后，夾緊固定夾。

5）焊接鋼板樁鎖口

靜壓完成后，將新植入鋼板樁鎖口與前一根鋼板樁鎖口焊接，前后鋼板樁形成整體，便于靜壓植樁機(jī)穩(wěn)定作業(yè)。

植樁壓入工序見圖4。

圖4 植樁壓入工序演示圖Fig.4 The processchart of p lanting pile

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用靜壓植樁技術(shù)進(jìn)行砂、卵石等堅(jiān)硬地質(zhì)區(qū)鋼板樁施工，解決了傳統(tǒng)工藝在此地質(zhì)條件下無(wú)法施工的難題，止水效果良好，保證了工程施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，也為以后類似工程提供借鑒。

[1] 陳國(guó)主.靜壓植樁機(jī)在道路及地鐵工程中的應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2012（2）：6-7. CHEN Guo-zhu.Static pressure pilemachine in roads and the subway engineeringapplication[J].JournalofMunicipal Technology, 2012(2)：6-7.

[2]潘葉，王燕.零距離、無(wú)噪聲的自行式靜壓樁機(jī)在基坑圍護(hù)工程中的運(yùn)用[J].建筑施工，2007（4）：237-239. PAN Ye,WANG Yan.Zero distance,no noise of self-propelled machine static pressure pile in foundation pit retainingengineering application[J].JournalofConstruction,2007(4):237-239.

[3]張明義.靜力壓入樁的研究與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2004. ZHANGMing-yi.The research and application of static pressure pile[M].Beijing:China Building Materials Industry Press,2004.

[4] 石原，行博.壓入工法：解決都市型建設(shè)問(wèn)題的技術(shù)[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010（S2）：1 707-1 713. SHIYuan,XING Bo.Pressure into themethod:the technology to solve the problem ofurban construction[J].Journal of Underground Spaceand Engineering,2010(S2):1 707-1 713.

Construction technique for static pressure pile steel sheet pile in the hard geology

SHAOXin-huai1,GU Jing-tao2,ZHAOShi-long2,WANGShu-xin2,WUWen-tao2
（1.Jilin Province Traffic Capital Construction Quality Surveillance，Changchun,Jilin 130021,China;
2.No.3Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Dalian,Liaoning116001,China）

Static pressure pile construction technique is applicable to a variety of geological steel sheet pile construction.It successfully solved sand and pebble bed hard geology to the problem of steel sheet pile construction.We expounded the construction principle and themain points of construction operation to overcome the hard geology static pressure pile embedded steel sheetpile,which provide references for similar projects.

static pressure pile;steel sheet pile；hard geological

U655.4

A

2095-7874（2015）05-0052-04

10.7640/zggw js201505014

2015-02-02

2015-04-02

邵新懷（1967— ），男，吉林梅河口市人，工程師，站長(zhǎng)，起重運(yùn)輸與工程機(jī)械專業(yè)。E-mail：shaoxinhuai@163.com