坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

邵新怀，谷景涛，赵世龙，王树新，吴文涛

（1.吉林省交通基本建设质量监督站，吉林 长春 130021；2.中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116001）

坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

邵新怀1，谷景涛2，赵世龙2，王树新2，吴文涛2

（1.吉林省交通基本建设质量监督站，吉林 长春 130021；2.中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116001）

静压植桩施工技术适用于多种地质钢板桩施工，成功解决砂、卵石层等坚硬地质无法进行钢板桩施工的难题。文章对克服坚硬地质静压植桩钢板桩施工原理、施工操作要点进行阐述和总结，为类似工程提供参考。

静压植桩；钢板桩；坚硬地质

0 引言

在钢板桩基础施工中，振动锤应用非常广泛，适用于砂质黏土、淤泥等软土地基。受地质条件限制，这种施工工法所暴露出来的问题越来越多，对环境和邻近建筑物影响严重，特别是针对坚硬地质，振动锤等传统工艺则施工困难，而静压植桩施工技术可以较好地解决这一难题[1-4]。

1 概述

1.1 工程概况

中交一航局三公司承建的鹤大高速公路ZT07标段二道松花江特大桥，桥梁全长1 260m，跨越二道松花江，地质条件复杂，水文气象多变，桥梁主墩11号、12号墩承台位于主河床上，承台顶部标高低于常水位标高，雨季、汛期易受河道水位影响，地表覆盖6～9m为砂、卵石层，卵石粒径大、含量多，透水性强，地表下9～32m为强风化砂质泥岩，地质柱状图见图1。

1.2 钢板桩围堰结构设计

为创造承台施工干地环境，选择钢板桩围堰施工工艺，围堰平面尺寸为33m×16.16m，钢板桩采用热轧SPU-Ⅳw型，宽600mm，高210mm，壁厚18 mm，长12 m，围堰顶标高428.5 m。桩底标高416.5m，要求入泥岩深度2m以上。

1.3 钢板桩植桩工艺

1.3.1 静压植桩施工钢板桩工艺原理

静压植桩螺旋钻并用压入法，在坚硬地层中，利用“除芯理论”，在压入同时通过螺旋钻钻掘降低贯入阻力，从而实现压入作业。由于排土量少，所以不会破坏桩周土层，对桩的承载力影响小，适用于泥岩、砂岩、花岗岩等软岩及中硬岩层。植桩工艺原理见图2。

图1 地质柱状图Fig.1 Thegeological column

图2 静压植桩工艺原理Fig.2 Principleof static pressure pile planting technology

1.3.2 静压植桩工艺特点

1）实现对N值大于50坚硬地质的压入。实现传统工艺施工困难、混有卵石的砂砾层等N值超过50的坚硬地质的钢板桩压入施工。

2）抑制排土施工。利用“除芯理论”可将钻掘范围控制在最小限度，抑制排土量，不会破坏桩周边地基。

2 静压植桩施工关键技术

2.1 植桩机初期压入控制技术

工程初期，无完成桩可供利用，通常利用“反作用力基座+配重”完成初期反力桩压入。静压植桩机水平设置在反作用力基座上，根据土质条件和桩的长度，将反力重块放置于反作用力基座的两侧，利用其总重量作为反力压入第一支桩。之后每次完成压入作业之后，使静压植桩机自走前移，依次抓住植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块与反作用力基座，完成初期压入。

初期压入控制要点：压入场地必须整平，整平面积满足施工要求，初始反力必须满足压入条件，反作用力配重可使用钢板桩或混凝土预制块。初期压入工序见图3。

图3 初期压入工序图Fig.3 The initialp ressing p rocessmap

2.2 钢板桩止水性能控制技术

1）桩材选型。静压植桩施工钢板桩推荐选择新出厂热轧板桩桩材，锁口咬合具有严密性。

2）植桩之前将板桩锁口全部灌入止水材料，如黄油混合物油膏。

3）植桩过程严控其垂直度及线形，垂直度及线形可利用激光镭射仪及靠尺进行控制。

4）严格控制桩端渗径，植桩至设计标高20～30 cm前，停止预掘，以不大于500 kN压入力将钢板桩压至设计标高，防止螺旋钻预掘过程桩端形成透水通道，影响钢板桩止水效果。

2.3 预掘除芯质量控制

1）螺旋钻预掘除芯时，为防止钻头损坏已压入钢板桩及更好固定钻头位置，需安装定位导标。

2）为提高预掘效率，预掘过程利用空压机向钻头送高压风。

3）渣体清理和成孔。预掘过程中，及时清理出渣。为确保钻进深度准确，预先在钻杆上相应位置做标记线。

4）提钻并冲洗。预掘完成后提钻前，安装钻杆刮泥器，提钻过程中，需要用高压水枪冲洗钻杆，使钻杆保持清洁。

2.4 植桩压入技术

提钻完成后，即可进行植桩工序，为保证钻头不损伤已施工的钢板桩锁口，植桩过程换用400mm规格的钻头，植桩过程包含以下几项工作内容：

1）更换钻头

提钻完成后，卸下定位导标，用水冲洗钻头，将预掘用大钻头更换为小钻头。

2）吊装钢板桩

钢板桩顶部预先开好吊装孔，底部焊好限位板，利用履带吊吊起钢板桩，调整位置，使钢板桩沿螺旋钻套管下落，钢板桩限位板卡住钻杆，抱紧固定夹，完成吊桩工作。

3）调整钻杆位置、植桩

调整固定夹头位置和方向，使钢板桩锁口与前一钢板桩锁口相互咬合，调整钢板桩位置和垂直度后，开始植桩。

4）设备自走

在植桩达到一定深度，确定钻杆及压入桩具有足够的支撑力后，升起植桩机机身，完成自走后，夹紧固定夹。

5）焊接钢板桩锁口

静压完成后，将新植入钢板桩锁口与前一根钢板桩锁口焊接，前后钢板桩形成整体，便于静压植桩机稳定作业。

植桩压入工序见图4。

图4 植桩压入工序演示图Fig.4 The processchart of p lanting pile

3 结语

通过采用静压植桩技术进行砂、卵石等坚硬地质区钢板桩施工，解决了传统工艺在此地质条件下无法施工的难题，止水效果良好，保证了工程施工质量和施工进度，也为以后类似工程提供借鉴。

[1] 陈国主.静压植桩机在道路及地铁工程中的应用[J].市政技术，2012（2）：6-7. CHEN Guo-zhu.Static pressure pilemachine in roads and the subway engineeringapplication[J].JournalofMunicipal Technology, 2012(2)：6-7.

[2]潘叶，王燕.零距离、无噪声的自行式静压桩机在基坑围护工程中的运用[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]张明义.静力压入桩的研究与应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004. ZHANGMing-yi.The research and application of static pressure pile[M].Beijing:China Building Materials Industry Press,2004.

[4] 石原，行博.压入工法：解决都市型建设问题的技术[J].地下空间与工程学报，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

邵新怀（1967— ），男，吉林梅河口市人，工程师，站长，起重运输与工程机械专业。E-mail：shaoxinhuai@163.com