特殊地质条件下钢板桩引孔施工技术

李博

（中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东日照 276826）

1 引言

本文以新建日照岚山疏港铁路跨巨峰河桥梁承台钢板桩围堰施工为依托，主要介绍地基承载力超过140 kPa 的特殊地质条件下钢板桩引孔施工技术。此施工技术简单易操作，且相比此类地质条件下的其他施工工艺大大节省了施工周期和施工成本，可为类似工程的施工提供宝贵经验。

2 工程概况

新建日照岚山疏港铁路跨巨峰河桥梁承台设计共计4 个，分别为68#～71#墩，其中水中2 个为69#和70#墩，半路地半水中承台2 个，分别为68#墩和71#墩，本文主要以水中69#承台钢板桩围堰施工技术为例对钢板桩引孔技术进行介绍。

巨峰河为本工程主要河流之一，其基本常年流水，平时水量不大，雨季河水暴涨，日常水深2～4 m 不等，不通航。具体巨峰河水文情况见表1。

表1 巨峰河水文情况

考虑巨峰河为地方河道不通航，且承台施工时间为当地枯水期，故项目采取对巨峰河进行河道全断面填筑后再施工的方法进行施工，填筑后河道流水采用预留水泥涵管进行流水，同时填筑后由原来的水中钢板桩围堰施工变为更为方便简易的陆地钢板桩围堰施工。河道填筑采用当地坡石进行填筑，承台位置的填筑则要利用回填土进行回填。填筑后的巨峰河施工现状如图1 所示。69#墩承台及钢板桩围堰设计参数如表2 所示。

图1 巨峰河填筑后现状

表2 承台及钢板桩围堰设计参数 m

承台所处地质地层情况及地基承载情况详见表3。

表3 承台所处地质情况

钢板桩采用拉森Ⅳ钢板桩，引孔施工采用旋挖钻进行引孔[1]，旋挖钻钻孔直径为80 cm，护筒采用100 cm 直径护筒，数量5 个，深度均不短于6 m，引孔施工完成后采用振太350 振动锤配合1 台485 挖机进行插打钢板桩施工。

3 引孔施工方案比选

在进行钢板桩引孔施工技术施工之前，本项目对两种引孔方案进行了比选和试桩施工，具体如下。

方案1：5 个护筒紧贴插打进入土体，后旋挖钻按照图2所示顺序进行首个循环5 个引孔的施工，引孔施工完成1 轮后护筒拔出向前进入下一个循环施工，具体施工工序示意图如图2 所示。

图2 方案1 引孔顺序示意图

方案2：方案2 施工较方案1 相比，增加了护筒和护筒中间的二次引孔循环施工，以确保钢板桩的引孔效果，二次引孔顺序同方案1 引孔顺序，具体引孔示意图如图3 所示。

图3 方案2 引孔顺序示意图

方案比选结果：经过以上二者方案比选和现场实施情况，方案2 较方案1 增加了施工成本，但可确保钢板桩引孔效果，方案1 施工速度快，周期短，成本低，但是引孔后再进行钢板桩插打时并不能完全插打至设计标高，引孔效果较差，无法满足钢板桩施工要求，故选择方案2 进行钢板桩引孔施工技术介绍。

4 钢板桩引孔施工技术

钢板桩引孔施工工艺流程如图4 所示。

4.1 场地平整压实

此步骤的主要目的是为旋挖钻提供施工场地，确保旋挖钻施工过程中可正常走行和作业，原回填土回填完成后需利用压路机进行适当压实，确保回填土回填密实，若回填土无法满足旋挖钻作业要求，可利用2 cm 厚钢板对作业场地进行满铺，以确保旋挖钻正常施工。

4.2 测量放线定位

根据引孔位置提前计算循环引孔孔位坐标，按计算坐标进行放样定位，确保定位准确。

4.3 护筒安装施工

本方案护筒共计5 个，长度根据地质情况，需穿越砂层防止成孔过程塌孔，故护筒长度需不短于6 m。护筒需利用挖机和旋挖钻配合进行安装，且5 个护筒需一次全部进行安装，以确保引孔施工过程连续作业不间断，同时护筒需高出既有地面不少于30 cm。

4.4 第一循环引孔施工及回填

护筒安装完成后开始进行引孔施工，引孔施工工序同钻孔桩施工工序一致，施工过程需一次性成孔确保不塌孔，引孔深度需大于钢板桩深度且不小于30 cm，以确保引孔后钢板桩可全部按设计打入至设计深度。在第一个引孔成孔后，旋挖钻按顺序转入下一引孔位置，第一循环引孔的施工顺序需间隔施工，以免相邻引孔在施工时串孔，同时第一个引孔施工完成后需由挖机配合将回填土填入至成孔的引孔中，回填过程严禁放入石块等杂物，否则将对后续钢板桩插打产生影响。以此类推，完成第一循环引孔作业施工。

此第一循环引孔过程需特别注意的事项主要有两项，即循环引孔的施工顺序，需间隔施工，不得相邻施工，第二个就是需注意回填土的质量，确保无石块等杂物填入。

4.5 第二次循环引孔施工及回填

待第一循环引孔作业施工完成后，按照第一循环施工起点开始进行第二循环引孔作业施工，第二循环引孔作业施工需特别注意引孔位置，确保不得与第一循环引孔位置重合，否则将导致引孔无效，影响钢板桩插打施工。

第二循环引孔顺序及注意事项同第一循环引孔施工及回填注意事项。

至此，钢板桩引孔施工完成，开始进行引孔后钢板桩围堰施工。

5 引孔后钢板桩围堰施工注意事项

1）引孔施工完成后，为尽量缩短引孔内回填土自然密实的时间，需立即安排打桩机进行钢板桩插打施工，防止搁置时间过长，回填土自然沉降密实，增加钢板桩插打难度。

2）钢板桩插打施工完成后，预留不少于3 d 自然沉降期，确保钢板桩所处引孔内尽可能密实，有利于钢板桩的锚固。

3）钢板桩围堰分级开挖过程中需设置沉降观测点，确保开挖过程动态观测围堰内变形情况，若变形超限，需立即停止开挖并分析原因确保无问题后方可继续施工[2]。

4）此种施工工艺使得钢板桩根部的锚固强度降低，故进行承台封底施工时，建议增加封底厚度，本项目钢板桩所处地质为全风化土层，其透水性较低，故封底的混凝土厚度根据计算仅设置50 cm 厚度。

5）此类钢板桩围堰施工应杜绝在雨季施工，本项目钢板桩围堰施工时间是日照市3 月份，其降水较少，对河流水位影响较小，进而对钢板桩的施工影响也较小[3]。

6 结语

本文以新建日照岚山疏港铁路跨巨峰河桥梁承台钢板桩围堰施工为依托，对地基承载力超过140 kPa 的特殊地质条件下钢板桩引孔施工技术进行了详细的介绍，并就施工过程中可能存在的问题及注意事项也进行了详细的描述，其工艺简便易操作，节约工期和项目成本，可对类似工程的钢板桩引孔施工提供经验。