特殊地質(zhì)條件下鋼板樁引孔施工技術

李博

（中鐵十四局集團第一工程發(fā)展有限公司，山東日照 276826）

1 引言

本文以新建日照嵐山疏港鐵路跨巨峰河橋梁承臺鋼板樁圍堰施工為依托，主要介紹地基承載力超過140 kPa 的特殊地質(zhì)條件下鋼板樁引孔施工技術。此施工技術簡單易操作，且相比此類地質(zhì)條件下的其他施工工藝大大節(jié)省了施工周期和施工成本，可為類似工程的施工提供寶貴經(jīng)驗。

2 工程概況

新建日照嵐山疏港鐵路跨巨峰河橋梁承臺設計共計4 個，分別為68#～71#墩，其中水中2 個為69#和70#墩，半路地半水中承臺2 個，分別為68#墩和71#墩，本文主要以水中69#承臺鋼板樁圍堰施工技術為例對鋼板樁引孔技術進行介紹。

巨峰河為本工程主要河流之一，其基本常年流水，平時水量不大，雨季河水暴漲，日常水深2～4 m 不等，不通航。具體巨峰河水文情況見表1。

表1 巨峰河水文情況

考慮巨峰河為地方河道不通航，且承臺施工時間為當?shù)乜菟冢薯椖坎扇薹搴舆M行河道全斷面填筑后再施工的方法進行施工，填筑后河道流水采用預留水泥涵管進行流水，同時填筑后由原來的水中鋼板樁圍堰施工變?yōu)楦鼮榉奖愫喴椎年懙劁摪鍢秶呤┕ぁ：拥捞钪捎卯數(shù)仄率M行填筑，承臺位置的填筑則要利用回填土進行回填。填筑后的巨峰河施工現(xiàn)狀如圖1 所示。69#墩承臺及鋼板樁圍堰設計參數(shù)如表2 所示。

圖1 巨峰河填筑后現(xiàn)狀

表2 承臺及鋼板樁圍堰設計參數(shù) m

承臺所處地質(zhì)地層情況及地基承載情況詳見表3。

表3 承臺所處地質(zhì)情況

鋼板樁采用拉森Ⅳ鋼板樁，引孔施工采用旋挖鉆進行引孔[1]，旋挖鉆鉆孔直徑為80 cm，護筒采用100 cm 直徑護筒，數(shù)量5 個，深度均不短于6 m，引孔施工完成后采用振太350 振動錘配合1 臺485 挖機進行插打鋼板樁施工。

3 引孔施工方案比選

在進行鋼板樁引孔施工技術施工之前，本項目對兩種引孔方案進行了比選和試樁施工，具體如下。

方案1：5 個護筒緊貼插打進入土體，后旋挖鉆按照圖2所示順序進行首個循環(huán)5 個引孔的施工，引孔施工完成1 輪后護筒拔出向前進入下一個循環(huán)施工，具體施工工序示意圖如圖2 所示。

圖2 方案1 引孔順序示意圖

方案2：方案2 施工較方案1 相比，增加了護筒和護筒中間的二次引孔循環(huán)施工，以確保鋼板樁的引孔效果，二次引孔順序同方案1 引孔順序，具體引孔示意圖如圖3 所示。

圖3 方案2 引孔順序示意圖

方案比選結(jié)果：經(jīng)過以上二者方案比選和現(xiàn)場實施情況，方案2 較方案1 增加了施工成本，但可確保鋼板樁引孔效果，方案1 施工速度快，周期短，成本低，但是引孔后再進行鋼板樁插打時并不能完全插打至設計標高，引孔效果較差，無法滿足鋼板樁施工要求，故選擇方案2 進行鋼板樁引孔施工技術介紹。

4 鋼板樁引孔施工技術

鋼板樁引孔施工工藝流程如圖4 所示。

4.1 場地平整壓實

此步驟的主要目的是為旋挖鉆提供施工場地，確保旋挖鉆施工過程中可正常走行和作業(yè)，原回填土回填完成后需利用壓路機進行適當壓實，確保回填土回填密實，若回填土無法滿足旋挖鉆作業(yè)要求，可利用2 cm 厚鋼板對作業(yè)場地進行滿鋪，以確保旋挖鉆正常施工。

4.2 測量放線定位

根據(jù)引孔位置提前計算循環(huán)引孔孔位坐標，按計算坐標進行放樣定位，確保定位準確。

4.3 護筒安裝施工

本方案護筒共計5 個，長度根據(jù)地質(zhì)情況，需穿越砂層防止成孔過程塌孔，故護筒長度需不短于6 m。護筒需利用挖機和旋挖鉆配合進行安裝，且5 個護筒需一次全部進行安裝，以確保引孔施工過程連續(xù)作業(yè)不間斷，同時護筒需高出既有地面不少于30 cm。

4.4 第一循環(huán)引孔施工及回填

護筒安裝完成后開始進行引孔施工，引孔施工工序同鉆孔樁施工工序一致，施工過程需一次性成孔確保不塌孔，引孔深度需大于鋼板樁深度且不小于30 cm，以確保引孔后鋼板樁可全部按設計打入至設計深度。在第一個引孔成孔后，旋挖鉆按順序轉(zhuǎn)入下一引孔位置，第一循環(huán)引孔的施工順序需間隔施工，以免相鄰引孔在施工時串孔，同時第一個引孔施工完成后需由挖機配合將回填土填入至成孔的引孔中，回填過程嚴禁放入石塊等雜物，否則將對后續(xù)鋼板樁插打產(chǎn)生影響。以此類推，完成第一循環(huán)引孔作業(yè)施工。

此第一循環(huán)引孔過程需特別注意的事項主要有兩項，即循環(huán)引孔的施工順序，需間隔施工，不得相鄰施工，第二個就是需注意回填土的質(zhì)量，確保無石塊等雜物填入。

4.5 第二次循環(huán)引孔施工及回填

待第一循環(huán)引孔作業(yè)施工完成后，按照第一循環(huán)施工起點開始進行第二循環(huán)引孔作業(yè)施工，第二循環(huán)引孔作業(yè)施工需特別注意引孔位置，確保不得與第一循環(huán)引孔位置重合，否則將導致引孔無效，影響鋼板樁插打施工。

第二循環(huán)引孔順序及注意事項同第一循環(huán)引孔施工及回填注意事項。

至此，鋼板樁引孔施工完成，開始進行引孔后鋼板樁圍堰施工。

5 引孔后鋼板樁圍堰施工注意事項

1）引孔施工完成后，為盡量縮短引孔內(nèi)回填土自然密實的時間，需立即安排打樁機進行鋼板樁插打施工，防止擱置時間過長，回填土自然沉降密實，增加鋼板樁插打難度。

2）鋼板樁插打施工完成后，預留不少于3 d 自然沉降期，確保鋼板樁所處引孔內(nèi)盡可能密實，有利于鋼板樁的錨固。

3）鋼板樁圍堰分級開挖過程中需設置沉降觀測點，確保開挖過程動態(tài)觀測圍堰內(nèi)變形情況，若變形超限，需立即停止開挖并分析原因確保無問題后方可繼續(xù)施工[2]。

4）此種施工工藝使得鋼板樁根部的錨固強度降低，故進行承臺封底施工時，建議增加封底厚度，本項目鋼板樁所處地質(zhì)為全風化土層，其透水性較低，故封底的混凝土厚度根據(jù)計算僅設置50 cm 厚度。

5）此類鋼板樁圍堰施工應杜絕在雨季施工，本項目鋼板樁圍堰施工時間是日照市3 月份，其降水較少，對河流水位影響較小，進而對鋼板樁的施工影響也較小[3]。

6 結(jié)語

本文以新建日照嵐山疏港鐵路跨巨峰河橋梁承臺鋼板樁圍堰施工為依托，對地基承載力超過140 kPa 的特殊地質(zhì)條件下鋼板樁引孔施工技術進行了詳細的介紹，并就施工過程中可能存在的問題及注意事項也進行了詳細的描述，其工藝簡便易操作，節(jié)約工期和項目成本，可對類似工程的鋼板樁引孔施工提供經(jīng)驗。