靜壓鋼板樁支護在城市污水管道工程中的應(yīng)用

王 駿 李仁民 陳曉鳳

(1.中鐵上海工程局市政工程有限公司，上海 200000; 2.東南大學(xué)巖土工程研究所，江蘇 南京 210096;3.南京東大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210096)

0 引言

從20世紀60年代開始，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，各類基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)中樁基工程施工所帶來的振動和噪聲等建設(shè)公害問題引起了社會各界的高度關(guān)注。靜壓植樁機是一種無振動、無噪聲的液壓式壓拔樁機[1，2]，靜壓植樁機機體輕小，易于施工狹窄地段或超低空間地段，輔助水刀或螺旋鉆適用于多種地質(zhì)[3]，廣泛適用于各類復(fù)雜環(huán)境的預(yù)制樁施工。

本文介紹了靜壓植樁機在某城市工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

鼓樓區(qū)金川河流域2011年街巷污水管道工程——馬家街、蘆席營污水管道，總長1 499 m(其中D1 000污水頂管約1 017 m，頂管工作井7座，頂管接收井4座)，分馬家街、蘆席營兩段。其中馬家街W2-W1段頂管長71 m，采用D1 000鋼筋混凝土管頂管。頂管中線與4層居民樓房較近。最近距離為1.84 m。管道埋深4.33 m。工程采用靜壓鋼板樁對4層民居進行加固，在墻邊線1 000 mm，打設(shè)拉森樁，總樁長9 m。加固范圍見圖1，加固剖面見圖2。

工程地質(zhì)情況見圖3。

2 工程施工條件

1)工程要求無振動，無噪聲施工(靠近民房)(見圖4);

2)施工場地上空有通信線，需近距離施工(見圖5);

3)鋼板樁距離民房圍墻僅0.8 m;

4)需保證居民出入暢通。

3 機械選擇

根據(jù)本工程實際情況，普通的靜壓機無法施工，因此采用靜壓植樁機AT90打設(shè)鋼板樁。

圖1 施工平面示意圖

圖2 施工剖面示意圖

圖3 工程地質(zhì)圖

靜壓植樁機對于普通靜壓樁機具有如下優(yōu)點:機體輕小，易于施工狹窄地段或超低空間地段，自走壓入階段無需配重，節(jié)約造價，可以輔助水刀或螺旋鉆，適用于多種地質(zhì)。

圖4 周圍環(huán)境圖

圖5 場地上空通信線

打樁機技術(shù)參數(shù):

1)靜壓植樁機。最大壓入力:800 kN(82 t)。最大拔出力:900 kN(92 t)。壓入速度:1.5 m/min ～35.5 m/min。拔出速度:1.5 m/min ～50.5 m/min?？傎|(zhì)量:8 550 kg。

2)力單元。動力源:柴油引擎。額定輸出:195 kW(265 ps)/1 800 min－1(高功率模式);175 kW(235 ps)/1 600 min－1(環(huán)保模式)。質(zhì)量:7 300 kg。

3)反作用力基座及配重。反作用力基座質(zhì)量:1 250 kg。配重:F鐵塊。

4 靜壓鋼板樁施工

1)施工測控。

根據(jù)測控點進行鋼板樁中心線、拐角點、端點線的測設(shè)，布置測控覘標(biāo)。鋼板樁測控點用木樁，竹桿及測量三角旗豎立明顯標(biāo)志，石灰、油漆等標(biāo)識明顯記號。

2)場地整理。

根據(jù)現(xiàn)場的實地踏勘情況，進場后首先應(yīng)進行施工場地的整理工作，主要包括場地的清理及平整，為鋼板樁到場后的吊裝堆放及樁機進場后的就位作好充分的準(zhǔn)備。場地平整及清理采用人工配合機械作業(yè)。

3)樁位測設(shè)。

根據(jù)樁的設(shè)計位置及測量控制網(wǎng)的布設(shè)，繪制出樁位圖及測量放樣資料，按照國家測量規(guī)范，在實地放出樁中心點，設(shè)立明顯的標(biāo)志，并標(biāo)出樁的編號，在插樁時，樁的中心須與所放中心點吻合，確保樁位正確。

4)初期壓樁。

工程初期，將靜壓植樁機水平設(shè)置于反作用力基座之上，根據(jù)土質(zhì)條件、樁長，將反力重塊放置于反作用力基座兩側(cè)，利用總重量作為反力壓入第一根樁，之后靜壓植樁機自走前移，依次抓住植入的完成樁，當(dāng)機身完全移到初期反力樁上后撤除反力重塊及反作用力基座，完成初期壓入(見圖6)。樁壓入過程中修正樁的角度非常困難，因此就位時應(yīng)正確安放。第一根鋼板樁插入地下時，必須保持位置及方向正確。開始要輕壓，認真檢查，若有偏差應(yīng)及時糾正，必要時要拔出重壓。樁的垂直度安排專人采用兩臺經(jīng)緯儀進行監(jiān)控，經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處，且大約互成90°的方向上，并經(jīng)常加以整平，監(jiān)測導(dǎo)架保持垂直，通過樁機導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進行調(diào)整。初壓時如果下沉量較大，宜采取輕壓，隨著沉樁加深，沉速減慢，壓力逐漸增加。

5)自走壓樁。

將壓入樁壓至規(guī)定深度后，使上機身向前運行，架設(shè)下一支樁，開始壓入作業(yè)。當(dāng)正在壓入的樁的支撐力可以充分支撐靜壓植樁機的重量之時，將抓住反力樁的固定夾打開，在夾住壓入樁的狀態(tài)下，使上機身上升后，將基座向前移動到下一反作用力樁的位置，然后下降至反力樁上，在確認調(diào)整水平度后，關(guān)閉固定夾，完成構(gòu)筑新的反力基礎(chǔ)，然后將壓入樁壓入至規(guī)定的深度(見圖7)。在整個壓樁過程中，要使壓桿、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心壓力，以免管樁受彎。壓樁較難下沉?xí)r，要檢查樁架導(dǎo)桿有無傾斜偏心，樁身是否垂直，每根樁宜連續(xù)完成，以免難以繼續(xù)下壓。

圖6 初期壓樁

圖7 自走壓樁

6)安全監(jiān)測。

壓樁過程中應(yīng)對周圍建筑物采取安全監(jiān)測預(yù)防措施，詳細觀察周圍建筑物沉降、上升、位移情況，在建筑物上設(shè)置觀察點，利用遠處的固定水準(zhǔn)點進行對比分析，從而確定沉降或上升情況。采用全站儀觀測位移情況，發(fā)現(xiàn)有異常變化時，應(yīng)立即停止施工，報告監(jiān)理及設(shè)計單位，據(jù)不同情況進行綜合分析，制訂出合理的施工方案。

5 結(jié)語

本工程施工場地極為狹窄，周圍環(huán)境復(fù)雜，采用靜壓植樁機進行鋼板樁的施工，保證了工程的順利實施，確保了居民樓的安全，發(fā)揮了無振動、無噪聲的環(huán)保施工特性，將工程施工對周邊環(huán)境的影響減少到了最低限度，且發(fā)揮了經(jīng)濟效益，降低了施工成本。

本工程的順利實施為今后城市中類似工程提供了寶貴經(jīng)驗，也為今后鋼板樁在基坑支護中的施工提供了一種可實施的施工工藝，擴大了鋼板樁的應(yīng)用范圍。

[1] 羅 海，涂一行，譚 勇，等.現(xiàn)代靜力壓入樁基工法及應(yīng)用前景探討[J].地下空間與工程學(xué)報，2010，6(S1):1470-1475，1487.

[2] 潘 葉，王 燕.零距離、無噪聲的自行式靜壓樁機在基坑圍護中的運用[J].建筑施工，2007，29(4):237-239.

[3] 石原行博.壓入工法:解決都市型建設(shè)問題的技術(shù)[J].地下空間與工程學(xué)報，2010，6(S2):1707-1713.