靜壓植樁技術(shù)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制

黃建廷

摘 要：靜壓植樁機(jī)是一種全新的環(huán)保型液壓式樁基施工設(shè)備，主要應(yīng)用在碼頭、防波堤、道路擋土墻、止水墻、圍堰基坑支護(hù)等領(lǐng)域，可適用于各種不同的地質(zhì)和環(huán)境工況條件，已在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：護(hù)岸；鋼板樁；靜壓植樁；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：S776.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0142-02

前言

傳統(tǒng)鋼板樁施工技術(shù)主要采用沖擊法與振動(dòng)法兩種工法，施工中將產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng)，對臨近建筑物及附屬設(shè)施產(chǎn)生一定的影響，施工各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較大，靜壓植樁工法對施工條件要求低，施工快速，可大幅度縮短工期，目前，該技術(shù)在水運(yùn)航道護(hù)岸工程施工中應(yīng)用較少，本文結(jié)合京杭運(yùn)河浙江段三級(jí)航道整治工程實(shí)例，闡述靜壓植樁技術(shù)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制。

1 靜壓植樁的工作原理

靜壓法施工技術(shù)是預(yù)先打入反力樁，使用起重設(shè)備將靜壓植樁機(jī)水平設(shè)置于反作用力的基座上，連續(xù)喂樁，通過油缸（夾頭架、固定夾）將樁抱緊，以機(jī)械的自重和機(jī)身上的配重通過頂壓油缸傳遞到樁身集中受力后，最終送樁器將鋼板樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高的一種成樁的一種工藝。（圖1所示）

2 靜壓植樁的優(yōu)缺點(diǎn)分析

靜壓植樁工法，在中國是一種新型的施工方法，是對鋼板樁施工方式的革命創(chuàng)新。

2.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）無振動(dòng)、無噪聲、高精度，在施工場地上部空間有障礙物（如橋下、涵洞內(nèi)等）的情況，無需損害、拆除原有建構(gòu)筑物，可使用專用型號(hào)的靜壓植樁設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不間斷施工，優(yōu)化工程進(jìn)度，減少不利工況，大大節(jié)約工程成本。（2）施工工藝克服工作面狹窄和不利條件限制，進(jìn)度較快，不易損害或者拆除原有建構(gòu)筑物，施工不會(huì)產(chǎn)生噪聲、粉塵、空氣、水源污染。（3）植樁送樁設(shè)備與鋼板樁握緊有效面積充分，送樁設(shè)備在連續(xù)的施工中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)和搖擺現(xiàn)象，施工質(zhì)量高。（4）在靜壓過程中，靜壓設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)對鋼板樁的作用力不大，而且在鋼板樁靜壓過程中無多余作用力，對成品的影響小，易達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2.2 不足

（1）操作人員素質(zhì)要求高，技術(shù)人員培訓(xùn)費(fèi)用高，遇較復(fù)雜地層的施工，仍依賴國外專業(yè)技術(shù)人員。（2）施工精度要求高，某一根樁的壓入出現(xiàn)較大偏差，如不進(jìn)行及時(shí)修正，將可能導(dǎo)致后期無法壓入。（3）主機(jī)及零配件都依賴進(jìn)口，目前中國國內(nèi)尚無相應(yīng)的零配件生產(chǎn)商，完全依賴從國外進(jìn)口，維修維護(hù)周期長。

3 施工方法及質(zhì)量控制措施

3.1 靜壓植樁工法確定

京杭運(yùn)河浙江段三級(jí)航道整治工程航道等級(jí)Ⅲ級(jí)雙線航道標(biāo)準(zhǔn)，通航凈寬≥60.0m、通航凈高≥7.0m，地質(zhì)勘探土質(zhì)上部為軟土層（淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、局部淤泥），中上部及中下部存在飽和粉土、粉砂、下部分布厚層圓礫。

航道日平均船舶通過量500艘，航道護(hù)岸施工采用船舶配合施工，存在施工與通航安全及環(huán)境產(chǎn)生的相互影響（邊通航邊施工），水上施工場地占用航道通航凈寬，交叉施工風(fēng)險(xiǎn)大；航道兩側(cè)為漿砌塊石結(jié)構(gòu)建筑物；經(jīng)綜合分析確定采取靜壓植樁技術(shù)，從而有效的解決工程中的各種難題。

3.2 施工工藝流程

在靜壓植樁施工中，工藝流程至關(guān)重要，施工打樁船樁機(jī)就位→確定導(dǎo)向控制樁→喂樁插樁→校正調(diào)直→靜壓植樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高→撤出，按照順序進(jìn)行，一般情況下，靜壓植樁需要反復(fù)進(jìn)行。

3.3 保障措施

技術(shù)保障：（1）復(fù)驗(yàn)施工現(xiàn)場測量控制網(wǎng)中坐標(biāo)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，確?？刂泣c(diǎn)的準(zhǔn)確性。（2）按照設(shè)計(jì)文件、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方案開展有針對性的技術(shù)和安全交底，重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核測試。（3）鋼板樁施工前，技術(shù)負(fù)責(zé)人按照方案對靜壓植樁難點(diǎn)、重點(diǎn)環(huán)節(jié)組織技術(shù)交底。

材料保障（成品）：

施工前鋼板樁成品按照規(guī)范外委試驗(yàn)檢測，檢驗(yàn)合格后方可用于工程施工。

（1）鋼板樁要求。按照《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS257-2008）對進(jìn)場U型鋼板樁出廠質(zhì)量證明文件，鋼板樁的品種、規(guī)格和材質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)收，逐項(xiàng)進(jìn)行分類、標(biāo)識(shí)。檢查表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等項(xiàng)內(nèi)容。（2）成品防腐。鋼板樁防腐采用厚漿型環(huán)氧漆及預(yù)留腐蝕厚度的防腐措施，質(zhì)量等級(jí)達(dá)Sa2級(jí)，起吊和植樁過程中損壞的涂層應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，鋼板樁防腐涂層及相應(yīng)的表面滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.4 靜壓施工及質(zhì)量控制措施

（1）導(dǎo)向架制作就位和線型控制。鋼板樁依據(jù)首件總結(jié)得出，施工采用單邊導(dǎo)向樁采用H588型鋼制作，在導(dǎo)樁上焊接鋼牛腿用于安裝鋼導(dǎo)架，導(dǎo)向架采用H588型鋼，導(dǎo)架長度12m，為施工作業(yè)騰出空間，作業(yè)過程中，采取兩端固定后拉線的辦法對線型控制。（2）運(yùn)輸、起吊、定位。運(yùn)輸采用泥駁船運(yùn)輸鋼板樁， 設(shè)計(jì)距鋼板樁頂3cm處作為吊點(diǎn)，吊運(yùn)過程中配備專業(yè)信號(hào)指揮人員現(xiàn)場指揮，確保吊裝安全和鋼板樁不受損傷；利用導(dǎo)樁及導(dǎo)架進(jìn)行鋼板樁的軸線定位。（3）靜壓植樁。在工程起點(diǎn)位置先用震動(dòng)機(jī)械施打3至5根反力樁，作為靜壓機(jī)初期的反力樁。使用起重船浮吊吊起靜壓植樁機(jī)至已打好的樁頂上，前方采用紅外線激光室外強(qiáng)光投線儀配合放線。

前期壓入：結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和水位情況，按照設(shè)計(jì)圖紙將驗(yàn)收合格的鋼板樁使用浮吊吊起，根據(jù)測量放樣前沿線用浮吊喂樁至靜壓植樁機(jī)夾頭槽內(nèi)，用夾頭架和夾頭夾牢固鋼板樁，用無線電操作盤控制靜壓植樁主機(jī)。

中至后期壓入：利用反力壓入一段鋼板樁后，無線電操作盤控制靜壓植樁主機(jī)和液壓缸，植樁時(shí)壓入樁的支撐力可以有效支撐靜壓樁機(jī)的重量，使抓住反力樁的固定夾開啟，在夾住壓入樁的狀態(tài)下，讓上機(jī)身上升一定高度，把基座向前方移動(dòng)至下一個(gè)反作用樁基的界面，接著將下降至反力樁位置，經(jīng)檢查確定調(diào)整水平角度后，關(guān)掉固定夾，緊接著構(gòu)筑新反力基礎(chǔ)，緊跟將壓入樁壓入設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置。將靜壓施工工藝過程重復(fù)進(jìn)行，利用無線電操作盤控制靜壓植樁向前方運(yùn)行，逐步形成固定順直的線型。

4 鋼板樁施工常見問題及處理措施

鋼板樁插打過程中存在一些缺陷，如縱向傾斜、串樁等，需要采取有效措施確保植樁質(zhì)量和外觀效果。

4.1 縱向傾斜

地層軟硬不均，插樁不正，底樁傾斜率過大初入土?xí)r就發(fā)生傾斜，改進(jìn)措施：引孔保證垂直并且要及時(shí)回填土，使地層軟硬均勻；采用異形鋼板樁來調(diào)整縱向累計(jì)偏差值。

4.2 串樁

靜壓植樁過程中，前期植入的鋼板樁會(huì)跟隨后期植入的鋼板樁一并向下植入的情況發(fā)生。調(diào)整方法：對前期已經(jīng)植入的鋼板樁所有的鎖口全面檢查，發(fā)現(xiàn)一些鎖鎖口位移變化和歪曲的鋼板樁，采取有效措施糾正，相應(yīng)的將鋼板樁鎖口位置噴刷黃油以抵消摩擦阻力。

5 靜壓植樁效果評(píng)價(jià)

靜壓植樁技術(shù)“克服堅(jiān)硬地質(zhì)工法”進(jìn)行鋼板樁植入，適用不同地質(zhì)條件環(huán)境；靜壓植樁規(guī)范化有利于鋼板樁接觸面咬合較好，軸線線型控制平順，外觀質(zhì)量較好；靜壓植樁應(yīng)力對鋼板樁的損傷較小，無拉應(yīng)力，不損壞鋼板樁，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；人員設(shè)備船舶投入少，安全風(fēng)險(xiǎn)易控制，安全性好；施工無振動(dòng)、無噪聲，節(jié)能環(huán)保、不污染水源和空氣，環(huán)保水保達(dá)標(biāo)。

6 結(jié)束語

靜壓植樁技術(shù)在京杭運(yùn)河浙江段三級(jí)航道整治工程中得到成功應(yīng)用。具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠有效保證航道鋼板樁護(hù)岸工程中的施工質(zhì)量。符合環(huán)境保護(hù)和綠色節(jié)能施工的要求，有效的縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張君.超長鋼板樁圍堰合理內(nèi)支撐施工方案[J].石家莊：鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（2）：19-24.

[2]陳國主.靜植壓裝機(jī)在河川港灣工程中的應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2012（3）.

[3]李皖寧.河海大橋鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].邯鄲：河北工程大學(xué)，2013.

[4]林本海，王禹.靜壓樁承載性能分析研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2004（3）：120-124.

[5]陳國主：靜壓植樁機(jī)在鋼管樁支護(hù)工程中的應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2012（5）：7-8.endprint