上軟下硬地質(zhì)鋼板樁插打引孔施工技術(shù)

宮長(zhǎng)軍

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧沈陽 110136）

0 引言

橋梁工程施工中基坑開挖方式主要包括明挖法和暗挖法。明挖法包括無支護(hù)放坡開挖和支護(hù)開挖，鋼板樁支護(hù)是常見的支護(hù)方式。擬建區(qū)域由于受地形或建筑物影響，沒有足夠的作業(yè)面放坡，通常采用鋼板樁支護(hù)進(jìn)行施工[1-2]。受地質(zhì)因素影響，高地基承載力地段鋼板樁打入困難，需要反復(fù)拔打，如強(qiáng)行施打會(huì)造成樁頭破壞，樁身整體變形過大。打樁機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成樁機(jī)損傷，形成安全隱患，對(duì)施工質(zhì)量造成不良影響[3]。

受周圍建筑物限制，橋梁基坑采用鋼板樁支護(hù)。地質(zhì)勘察顯示，施工區(qū)域地質(zhì)條件從上往下大致分為8 層，依次為雜填土（殘土、耕土、垃圾等）、粉質(zhì)黏土（可塑狀態(tài)）、粉質(zhì)黏土（軟塑—流塑狀態(tài)）、粉質(zhì)黏土（軟塑狀態(tài)）、粗砂夾礫石（呈密實(shí)狀態(tài)）、泥巖與砂巖互層（泥巖呈硬塑狀態(tài)、砂巖堅(jiān)硬程度為極軟巖）、泥巖與砂巖互層（泥巖呈塊狀及柱狀、砂巖巖心呈塊狀及短柱狀）、泥巖與砂巖互層（泥巖巖心呈塊狀及短柱狀、砂巖巖心呈短柱狀，巖石堅(jiān)硬程度為極軟巖）。地下約8～10 m 為粗砂加礫石、約10 m 以下為泥巖與砂巖互層。鋼板樁施打過程中存在一定困難。項(xiàng)目施工中，結(jié)合實(shí)際情況及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在鋼板樁支護(hù)段先采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行引孔，然后再進(jìn)行鋼板樁打設(shè)。在保證安全施工的同時(shí)，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了工期。

1 引孔工藝原理

利用長(zhǎng)螺旋取土引孔施工，改變高承載力地質(zhì)土的密實(shí)度。減少樁體施工過程中土的阻力，以解決無法直接施打鋼板樁（或重復(fù)拔打情況）帶來的困難。改變樁體施工范圍內(nèi)土體密實(shí)度，使土質(zhì)變疏松，利用引孔帶出一部分土體，減少樁體插入過程中土的阻力。

2 關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 定位放線

熟悉設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)基坑支護(hù)范圍及圖紙，對(duì)引孔的要求及基準(zhǔn)點(diǎn)放出引孔部位控制線，撒上白灰，做明顯標(biāo)志[4]。定位放線如圖1 所示。

2.2 路面破損挖除

若在原有道路上施工，面層為混凝土或?yàn)r青面層，需先破碎挖除后方可進(jìn)行引孔施工。尤其是冬季施工，需挖除凍土層，以減少施工中的阻力。路面破損挖除如圖2 所示。

圖1 定位放線

圖2 路面破損挖除

2.3 引孔插打鋼板樁施工

鋼板樁施打前一定要熟悉地下管線和構(gòu)筑物的情況，認(rèn)真放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁中線。打樁前，需進(jìn)行引孔作業(yè)施工，引孔直徑、引孔間距根據(jù)地質(zhì)條件，具體參數(shù)選擇不同。一般情況下孔徑根據(jù)鋼板樁寬度確定，一般要求大于等于鋼板樁寬度（樁寬≤r≤樁寬+10 cm），引孔間距根據(jù)地質(zhì)條件確定。移動(dòng)鉆機(jī)至作業(yè)位置，調(diào)整樁架垂直度偏差小于1/250，鉆機(jī)移位由當(dāng)班機(jī)長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，移動(dòng)前必須仔細(xì)觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，移位要做到平穩(wěn)、安全[5]。在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設(shè)置一定剛度和堅(jiān)固的導(dǎo)架，導(dǎo)向架限位裝置為樁頂限位鋼板。根據(jù)導(dǎo)向架結(jié)構(gòu)，沿施打方向分為兩組支撐，其中每根樁頂面安裝一個(gè)限位鋼板，限位鋼板樁結(jié)構(gòu)如圖3 所示。輔助樁施打完成后，采用全站儀進(jìn)行導(dǎo)向架定位，在限位鋼板上用記號(hào)筆做好標(biāo)記。限位鋼板由人工通過梯道運(yùn)輸至樁頂進(jìn)行安裝。安裝時(shí)，限位齒應(yīng)與工字鋼頂部相互咬合，保證頂面平整。第一孔鋼板樁施工時(shí)，不可進(jìn)尺太快，要慢速，掌握地層對(duì)鉆機(jī)的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)，然后進(jìn)行連續(xù)引孔施工，確保鋼板樁順利施打。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔作業(yè)如圖4 所示，鋼板樁插打施工如圖5 所示。

2.4 鋼板樁合攏施工

鋼板樁施工關(guān)系到基坑止水和基坑圍護(hù)安全，是工程施工最關(guān)鍵的工序之一。升降機(jī)就位后采用液壓振錘的錘機(jī)施打鋼板樁，鋼板樁合攏施工如圖6所示?？紤]到起吊設(shè)備和振動(dòng)設(shè)備以及圍堰合攏的精確度等因素，前一部分鋼板樁逐根直接插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，后一部分（約合攏點(diǎn)附近15 根左右）先插合攏再插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。先行施打的鋼板樁，插打時(shí)樁背緊靠導(dǎo)向架，邊插邊將吊鉤緩慢下放。在相互垂直的兩個(gè)方向用錘球進(jìn)行觀測(cè)，以確保鋼板樁插正、插直。施打完成后，測(cè)量檢測(cè)鋼板樁平面位置和豎直度，滿足要求后依次施打其余鋼板樁。先利用鋼板樁自重下沉，再采用振動(dòng)錘進(jìn)行加壓。

圖3 限位鋼板樁結(jié)構(gòu)

圖4 長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔作業(yè)

圖5 鋼板樁施工作業(yè)

圖6 鋼板樁合攏施工

3 結(jié)論

針對(duì)泥巖與砂巖互層地質(zhì)中鋼板樁無法打入情況，在鋼板樁支護(hù)前采用輔助引孔以及配合沖擊錘施打措施，使得鋼板樁打入容易，可得出以下結(jié)論。

（1）引孔后施打鋼板樁比直接打設(shè)鋼板樁整體上更加節(jié)約時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，減短了樁體的租賃時(shí)間，降低了對(duì)壓樁機(jī)的損耗，節(jié)約了成本。

（2）鋼板樁支護(hù)段采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行引孔后再進(jìn)行鋼板樁打設(shè)，利用引孔帶出一部分土體，可以改變土體的密實(shí)度，使土質(zhì)變得疏松，減少鋼板樁施工過程中土的阻力，加快了施工進(jìn)度。

（3）采用鋼板樁限位架精確定位以及振動(dòng)錘加沖擊錘復(fù)合打樁工藝，解決了軟土地質(zhì)層鋼板樁難以施打，質(zhì)量難以保證的難題，具有沉樁精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。