高频液压振动锤悬吊打设钢板桩的施工技术

曾翔鸿

(武钢绿色城市建设发展有限公司 湖北 武汉：430080)

高频液压振动锤悬吊打设钢板桩的施工技术

曾翔鸿

(武钢绿色城市建设发展有限公司 湖北 武汉：430080)

高频液压振动锤作为打设钢板桩的一种施工方式，主要用于市区、人群较集中的地方和对周围有较严格限制的地方施工，而在郊区及周围建筑物稀少或无重要地下管线通过的区域施工其优势更加明显。施工区域的土层以淤泥质粘土、粘土、粉土和N≤50的土层为主，其穿透卵石层、沙层、建筑垃圾等地质层的能力也很强，地质条件的适应性较为广泛。着重分析了高频液压振动锤悬吊打设钢板桩施工的特点、工艺流程及操作要点以及在施工质量等方面的控制措施。

高频液压振动锤；施工技术；钢板桩

钢板桩是一种通过锁口互相连接的结构基础工程支护用板材，广泛运用于建筑基础施工、基坑管沟支护、水中围堰等。而高频液压振动锤作为钢板桩打设的施工方式之一，其液压马达转速通常在1500-3000rpm左右，设备频率高，激振力大(最大激振力可达6000kN)，对于土体液化程度较高，因而适用范围较广，可广泛用于市区、人群较集中的地方和对周围有较严格限制的地方施工，而在郊区及周围建筑物稀少或无重要地下管线通过的区域施工其优势更加明显。该方法尤其可应对一些特殊的地层，对于施工区域以淤泥质粘土、粘土、粉土和N≤50为主的土层，甚至卵石层、沙层、建筑垃圾等地层，其穿透能力也很强，地质条件适应性较为广泛。下面结合笔者在以往某工程中应用高频液压振动锤悬吊钢板桩施工的情况，浅谈一下高频液压振动锤悬吊钢板桩施工技术应用。

1 施工工艺原理及优势

液压高频振动锤系由动力箱液压泵产生的高压油液驱动激振箱内液力马达，带动偏心块高速旋转，利用偏心块与激振箱共同产生的高频激振力由锤头夹具传递给钢板桩，使钢板桩周围的土体发生液化，从而将钢板桩沉入土中。采用液压高频振动锤为钢板桩打设施工具有以下优点：

(1)施工快速便捷，高频液压振动锤沉桩速度一般在10米/分钟，在非淤泥地质最快速度达到15米/分钟。

(2)作业条件受限小，能在机械手不能克服的坚硬地质和桩长超过12米的施工中顺利应用。

(3)施工震动和噪音小，高频液压振动锤与电动锤比较，施工时振感及噪音非常小，不扰民，如果配备降噪动力箱，工作时几乎无噪音。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

首先根据锤头、索吊具及桩的重量、桩长、吊车就位位置、回转半径等选取合适起重量的吊车，然后根据桩长,采用合适的吊点将桩吊起,并令其垂直对准导向架中心,使桩垂直插入土中并保持稳定。松弛起吊钢板桩的副钩钢绳,放下起吊锤头的主钩，令夹具夹紧桩端，使振动锤、钢绳与桩保持在同一轴线上，利用两台经纬仪的校核桩的垂直度,即可正式沉桩。当桩顶达到规定标高即可停打,松开夹具，用同样方法吊起下一根桩,直至所有桩按要求施打完毕，拆除导向架。按第一层围檩位置标高挖土，安装第一层围檩支撑，以此类推，安装完最后一层围檩支撑后，挖最后一层土至设计标高。当结构等施工完毕后，为保持土体压力平衡，应依次回填土、再依次拆除围檩支撑，拔除完钢板桩后，应将桩孔处土体压实，消除安全隐患。其工艺流程图见图1。

图1 应用高频液压振动锤悬吊钢板桩施工的施工工艺流程图

2.2 施工操作要点

2.2.1 钢板桩施工的一般要求

板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工作业面；基坑护壁板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。

2.2.2 钢板桩的检验、吊装、堆放

(1)钢板桩的检验。对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

(2)钢板桩吊运。装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

(3)钢板桩堆放。钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5 根，各层间要垫枕木，垫木间距。一般为3～4 米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。

2.3 导向架的安装

在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止钢板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架。

导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩等组成，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比钢板桩墙厚度大8～15mm。

安装导架时应注意： 用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置；导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效；导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形；导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。

2.4 板桩施打

(1)悬吊施打钢板桩场地必须平整且有一定的承载能力,能满足汽车吊或履带吊的通行及工作。通常要求0.2～0.3MPa以上。当原地基承载能力不足0.2MPa时，应采用换填、挤淤，或铺设路基板、枕木方式进行地基加固。

(2)钢板桩在施打前，认真放出准确的支护桩中线。对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩，不合格者待修整后才可使用。同时在板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

(3)在市区施工或周围建筑物及管线较复杂时,应做好管线调查和探挖，采取必要措施确保安全和环保要求，如控制打桩时间及打桩速率、开挖防震沟等。

(4)钢板桩应采用分多次打入。如第一次由+20m施打至+15m，第二次则打至+10m，第三次打至导架高度，待导架拆除后再打至设计标高。开始打设的第一、第二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，因其可以起到导向桩的作用，一般每打入1m就应测量一次。

钢板桩打设方法可以分为单独打入法和屏风式打入法两种。

单独打入法是从板桩墙的一角开始，逐块打设。这种打入方法简便迅速不需导向支架，但易使钢板桩向一侧倾斜形成累积误差。一般适用于要求不高，钢板桩长度较小的情况。

屏风多段打入是沿导架插入20～30块钢板桩到可以自立的深度，接着先于中间的钢板桩打入两段的1～2块，然后将中间的钢板桩都打入到同样的深度，再反复这样的操作，将全体分为数段打设钢板桩到规定深度的方法。这种打入方法可减少误差积累和倾斜，易于实现封闭合拢，保证施工质量。但插桩的高度较大，必须注意插桩的稳定和施工安全，较单独打入法施工速度较慢。

(5)对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开角桩5根以上，必要时还可间隔拔除。拔桩顺序一般与打桩顺序相反。

(6)拔桩时先用振动锤振活钢板桩锁口，然后边振边拔。钢板桩较难拔出时则先用振动锤将桩向下振打100-300mm，再边振边拔。为及时回填拔桩后的桩孔，当钢板桩拔至比基础底板略高时(如500mm)暂停拔桩，用振动锤振动半分钟，尽量让桩孔填实一部分。

(7)对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次连续振动不超过3min，振动锤连续工作不超过1.5h。

(8)钢板桩拔除后留下的桩孔应及时采用砂或水泥浆回填处理。

3 施工质量控制

3.1 主要标准

钢板桩施工完成后的容许误差见表1。关键控制点等的控制方法见表2。

表1 钢板桩施工完成后的容许误差

表2 施工关键控制点及控制措施

3.2 其它应注意的质量问题

(1)密切注意钢板桩倾侧、基坑底土隆起、地面裂缝。

(2)钢板桩嵌固深度必须由计算确定，挖土机、运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载增加计算入设计中，以增加桩的嵌固深度，或者增加相应围檩支撑。

4 施工安全控制

施工过程危害及控制措施见表3，环境因素辨别及控制措施见表4。

表3 施工过程危害及控制措施

表4 环境因素辨别及控制措施

其他日常维护措施如下：

(1)每天工作前检查振动锤螺栓是否有松动，同步轴上螺栓是否有松动。不要用扳手去紧，先用眼睛观察，因为螺栓上涂有锁紧剂，扳手拧紧后会使其失效；

(2)检查油管接头是否紧固，是否有漏油。油管不得有缠绕现象；

(3)打开动力箱门，检查、清除动力箱内杂物。检查机油、液压油油量及机油油质，检查过滤器及压差开关；

(4)检查动力箱内阀门是否都在开启位置；

(5)检查动力箱蓄电池电量是否高于21V，否则发动机无法启动；

(6)启动发动机，怠速运行数分钟，再提高发动机功率。预热发动机，使温度至45℃左右。温度过低使将影响振动锤正常启动；

(7)检查夹具工作是否良好以及指示灯是否指示正常。

5 结束语

高频液压振动锤悬吊打设钢板桩施工技术，具有震动噪音小，施工便捷迅速的优点，其相对于同类钢板桩施工，降低了应用限制条件，提高了工作效率，为工程的进度控制提供了强有力的支撑，同时费用不高于其它钢板桩施工，因此是一种理想的施工工艺，能够产生一定的社会效益和经济效益，在今后的市政工程施工中必将得到更为广泛的应用。

[1] DB42/T1035-2015.热轧U型钢板桩技术规程[S].

[2] DB42/T159-2012.湖北省基坑工程技术规程[S].

[3] JGJ120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].

[4] JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].

[5] 公路施工手册[M].北京：人民交通出版社.

ApplicationofHighFrequencyHydraulicVibratoryHammertoSuspensionDrivingofSteelSheetPile

Zeng Xianghong

(WISCO Green City Construction Development Co., Ltd, Wuhan 430080, Hubei)

As a construction technique of suspension driving of steel sheet pile, high frequency hydraulic vibratory hammer is used in construction site in city center with dense crowd or place with strict surrounding regulation. And it is also of great advantage when used in suburb with fewer buildings and less important underground cables. It is mainly used in areas with muddy clay, clay, silt and soil layer with N≤50, and it is feasible in extensive geological areas, capable to penetrate soil layers with cobbles and construction waste. This paper focuses on characteristics, process, key operation of high frequency hydraulic vibratory hammer and the controlling measures of construction quality, safety and environment protection.

high frequency hydraulic vibratory hammer; construction technology; application

李文英)

2017-11-05

2017-11-15

曾翔鸿(1977～)，男,大学，工程师.E-mail：997192773@qq.com.

TU473.1

A

1671-3524(2017)04-0019-04