軟土地區(qū)深基坑群HUW工法樁支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用

鄧偉

HUW施工技術(shù)是一種在各種施工環(huán)境中廣泛應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括安全便捷、節(jié)能環(huán)保和性價(jià)比高等特點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)主要用于陸地和水上各類基坑支護(hù)工程。HUW又被稱為型鋼鋼板連續(xù)墻，它在實(shí)際施工中面臨不同的條件和挑戰(zhàn)。其中，軟土地區(qū)是施工中最具挑戰(zhàn)性的地質(zhì)環(huán)境之一。因此，對(duì)于在軟土地區(qū)應(yīng)用HUW施工技術(shù)的深入探究變得非常必要。軟土地區(qū)的特點(diǎn)是地質(zhì)較差，土壤結(jié)構(gòu)松散，抗力較低。這意味著在軟土地區(qū)施工時(shí)，需要采取特殊的措施來(lái)確保基坑的穩(wěn)定性和施工的安全性。HUW施工技術(shù)在軟土地區(qū)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以有效地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

一、工程概況

某擬建地鐵工程的地下一層為鋼筋混凝土的箱型框架構(gòu)造，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、車輛通行、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等綜合考量，主體工程決定采用順序明挖法進(jìn)行施工，附屬工程采用HUM施工技術(shù)，并設(shè)置混凝土鋼筋冠梁。HUM施工法采用相關(guān)材料的參數(shù)是：700×300×13×24的帶止口的H型鋼和U型板樁，水平支撐分別采用的是600×800砼支撐和型號(hào)為609×16鋼支撐。

二、工程重難點(diǎn)分析

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件的勘測(cè)，該工程的附屬工程所要進(jìn)行施工的地層有兩層，從上而下分別是素填土和淤泥粉質(zhì)黏土，而HUM施工的樁底處于淤泥粉質(zhì)黏土層，施工位置的地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，在具體施工中非常容易發(fā)生樁體傾斜和偏移等現(xiàn)象，這樣將會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生非常嚴(yán)重的安全隱患，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此，在具體施工過(guò)程中，對(duì)HUW工法樁的控制將是本工程中最為重要的環(huán)節(jié)，也是最需要進(jìn)行深入探究的重點(diǎn)。

解決方案：本工程采用對(duì)HUW工法樁的定位技術(shù)來(lái)解決上述施工難點(diǎn)及問(wèn)題，尤其針對(duì)水平線和樁身90°的數(shù)值進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和控制。并在圍護(hù)范圍內(nèi)借用專用的設(shè)備儀器開(kāi)展精準(zhǔn)的數(shù)值測(cè)量工作，確保復(fù)核結(jié)果與初測(cè)結(jié)果相吻合。安裝定位架期間，需重點(diǎn)對(duì)所有的水平儀設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將垂直及水平2個(gè)不同方向的數(shù)值誤差調(diào)整在3mm以下。定位架在安裝穩(wěn)定后，將H型鋼構(gòu)件以吊裝形式90度角嵌入。需要注意的是，使用HUW技術(shù)樁下沉操作期間，要在導(dǎo)向架上放一把水平尺，由此對(duì)鋼板樁的角度予以測(cè)量，確保其為90°，遇偏差明顯時(shí)以5m為一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行角度的監(jiān)測(cè)和調(diào)整。在鋼板樁插入深度超過(guò)5m的情況下，要及時(shí)將其拔出，確保其以90°的平穩(wěn)狀態(tài)再次插入。

三、施工工藝

1.HUW工法樁工藝流程

作為軟土區(qū)深基坑作業(yè)的一種支護(hù)方式，HUW工藝的操作順序?yàn)椋鹤鳂I(yè)前的相關(guān)準(zhǔn)備→施工區(qū)地面平整處理→放樣測(cè)量→樣槽開(kāi)挖并形成→導(dǎo)向架安裝→H及U型不同鋼板的施打→導(dǎo)向架撤離→鋼板高度調(diào)整→上述環(huán)節(jié)重復(fù)作業(yè)。

2.施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)初始設(shè)計(jì)樣稿，進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研、勘察和資料掌握，了解軟土施工區(qū)周邊的土壤性質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境、水文特色以及既有建筑物的實(shí)際情況。在施工前清除場(chǎng)地內(nèi)存在的障礙物，并在硬化地面結(jié)束后，確保施工地面的平順、耐用及整潔，可以采用1%的地面平整度作為合格作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)使用鋼板予進(jìn)行填平。

（2）重點(diǎn)安排施工材料的儲(chǔ)存與堆放。確保所用材料在進(jìn)出階段順利可行，并定期對(duì)中大型的機(jī)械設(shè)備和工具等做定期保養(yǎng)和調(diào)試處理，保證其正常運(yùn)作狀態(tài)，最后將地埋做整平和夯實(shí)處理。

3.測(cè)量放樣

測(cè)量工作人員要以初始設(shè)計(jì)圖稿為基礎(chǔ)依據(jù)，在實(shí)際的場(chǎng)區(qū)內(nèi)標(biāo)記出一定數(shù)量的樁位作為控制點(diǎn)，便于后續(xù)測(cè)量工作的順利開(kāi)展，且樁位的平面偏差值要控制在30mm之內(nèi)，在各樁位之間的定位架上做紅色標(biāo)記，確保定位的精確度。測(cè)量坐標(biāo)沿用施工區(qū)域所在的城市坐標(biāo)或指定的專用坐標(biāo)。對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)立，要以穩(wěn)定性作為基礎(chǔ)依據(jù)，沿路兩邊分別設(shè)立。測(cè)量結(jié)果必須借助固定標(biāo)樁的實(shí)際情況來(lái)記錄。放樣時(shí)，工作人員要先將設(shè)計(jì)圖稿中的HUW圍護(hù)體中心線作為基礎(chǔ)溝槽中心線，同時(shí)在其周邊設(shè)立一定量的標(biāo)樁，便于對(duì)溝槽中心線的精確掌握。

放樣操作期間，遇既有建筑物與地下管線相互交叉影響時(shí)，要及時(shí)與委托方進(jìn)行溝通，不可擅自更改線路。最后對(duì)測(cè)量及計(jì)算結(jié)果予以二次復(fù)核，相關(guān)負(fù)責(zé)人也要同時(shí)在結(jié)果書(shū)上簽字確認(rèn)，杜絕出現(xiàn)的不良后果。

4.樣槽開(kāi)挖及導(dǎo)向架定位

開(kāi)挖樣槽的工作方法是按照施工人員事先打好的墨線標(biāo)記，用切割機(jī)將道路沿線切割，然后用重錘將切割線范圍內(nèi)的混凝土路面全部搗碎，用挖掘機(jī)械對(duì)搗碎的混凝土進(jìn)行清理，同時(shí)用挖掘機(jī)在切割線出摳槽，最后派工人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土雜物進(jìn)行清理，同時(shí)將樣槽挖掘至低于路面位置的2～2.2m處，然后進(jìn)行樁放樣。

當(dāng)對(duì)施工場(chǎng)地的路面施工完成后，還需要檢測(cè)導(dǎo)向架設(shè)置處的地基是否符合施工要求，如不符合，可以采用鋪設(shè)鋼板等措施對(duì)地基進(jìn)行找平作業(yè)，只有充分保證導(dǎo)向架設(shè)置處地基的平整和承受力，HUM工法樁的垂直度才能得到更好的保障。

導(dǎo)向架的施工是影響樁體垂直度以及HUM工法樁后續(xù)施工的關(guān)鍵因素，該工程中導(dǎo)向架是桁架結(jié)構(gòu)，分為上下兩層，總重量約為6000kg，高度為3m，它需要采用高噸位履帶車或吊裝車對(duì)其進(jìn)行吊裝作業(yè)。在具體吊裝過(guò)程中，要先利用定位架上的水平標(biāo)尺和液壓式頂升柱來(lái)控制定位架的橫縱向位置，將最終放置位置控制在小于3mm的誤差范圍內(nèi)，它可以同時(shí)對(duì)6組H型鋼進(jìn)行放置施工。當(dāng)定位架安裝完畢后，利用履帶式起吊機(jī)將H型鋼吊裝在定位架的內(nèi)部，利用定位架將H型鋼放置在指定位置，保證其水平垂直度，進(jìn)而保證在U型鋼板施工中能夠沿著止口槽順利對(duì)接，并保證整體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。HUW工法樁節(jié)點(diǎn)大如圖1。

圖1 HUW工法樁的節(jié)點(diǎn)大樣展示

5.H型鋼及U型鋼板施打

導(dǎo)向架設(shè)置完成后，開(kāi)始對(duì)H型鋼進(jìn)行吊裝作業(yè)，將H型鋼用75t履帶吊裝車吊起穿入導(dǎo)向架中，然后對(duì)水平垂直度均在施工要求范圍內(nèi)的H型鋼進(jìn)行入土作業(yè)：首先利用H型鋼的自然重力讓其逐步下沉；然后再用振動(dòng)錘對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)作業(yè)，在振動(dòng)作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)保證振動(dòng)的速度不能過(guò)快，當(dāng)H型鋼到達(dá)導(dǎo)向架制動(dòng)高度位置后，就要停止振動(dòng)作業(yè)；緊接著再對(duì)另一根H型鋼進(jìn)行相同作業(yè)，對(duì)每一根H型鋼最好預(yù)留不同的高度，這樣方便對(duì)U型板的施工。

當(dāng)全部H型鋼施工完成后，對(duì)U型鋼板進(jìn)行施工作業(yè)。U型鋼板的大小、長(zhǎng)短會(huì)受各種因素影響，在運(yùn)輸和加工過(guò)程中發(fā)生變化，因此在運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)它的尺寸是不一致的，這時(shí)候需要對(duì)鋼板樁的鎖口間距進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，然后根據(jù)實(shí)際需要對(duì)U型鋼板進(jìn)行鐵錘敲擊。當(dāng)U型鋼板的兩端順利插入鎖口以后，與H型鋼一樣，先利用自身重力讓其下沉，然后再用振動(dòng)錘對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)，直至U型鋼板下沉到要求位置。在H型鋼和U型鋼板振動(dòng)下沉的過(guò)程中，要時(shí)刻關(guān)注定位架滑輪的變化，要始終確保動(dòng)滑輪與H型鋼接觸，全程保持轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

要將定位架上的H型鋼和U型鋼板組合在一起進(jìn)行施工作業(yè)，定位架上的全部H型鋼施工固定好后，將H型鋼逐步振動(dòng)入土至指定位置，這時(shí)保證H型鋼樁頂距離定位架50cm左右的距離，這時(shí)候先將U型鋼板左右兩面的圓鋼切割成斜角，并用涂滿黃油的方法來(lái)減少摩擦力，然后再將剩余的U型鋼板全部沿著止口槽插入到指定位置，這樣就算完成了一組HUW工法樁施工，如圖2所示。

圖2 HUW工法樁施工示例

在HUW工法樁具體施工過(guò)程中，采用涂刷黃油的方法來(lái)密閉和封堵H型鋼和U型鋼板之間的縫隙，以此來(lái)保證密閉防水效果。密封防水效果主要考驗(yàn)的是對(duì)H型鋼和U型鋼板止口處的實(shí)施，因此在U型鋼板插入H型鋼的過(guò)程中要邊插邊涂刷黃油，同時(shí)在止口處的圓鋼四周提前涂刷至少2mm厚的黃油。在對(duì)各個(gè)部位的HUW工法樁施工之前，事先對(duì)定位架上H型鋼和U型鋼板振動(dòng)下沉速度進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)定位架的水平垂直度和H型鋼、U型鋼板的施工效果與施工設(shè)計(jì)進(jìn)行比對(duì)分析，從而來(lái)科學(xué)合理地確定振動(dòng)下沉速度，也為后續(xù)的HUW工法樁施工提供可靠的數(shù)據(jù)參考，以此來(lái)保證HUW工法樁的施工質(zhì)量。對(duì)一個(gè)定位導(dǎo)向架施工結(jié)束后，將導(dǎo)向架上的型鋼確定位置的裝置徹底松開(kāi)，利用履帶吊裝機(jī)械將其吊裝至下一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)，到達(dá)下一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)后，開(kāi)始對(duì)新一輪的HUW工法樁進(jìn)行施工。確保將H型鋼和U型鋼板振動(dòng)至指定標(biāo)高位置。

在HUW工法樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工中，H型鋼和U型鋼板的施打是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在軟土地區(qū)施工時(shí)，需要注意材料應(yīng)選擇適合軟土地區(qū)的H型鋼和U型鋼板材料，確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足工程要求。施打過(guò)程中應(yīng)控制施打的速度和力度，避免過(guò)快或過(guò)猛的施打造成土體的變形或松動(dòng)。根據(jù)軟土地區(qū)的情況，采用適當(dāng)?shù)氖┐蚍椒ê蛥?shù)，確保鋼板的牢固嵌入土壤中。

H型鋼和U型鋼板的施打順序應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和施工方案合理安排，確保施工的連續(xù)性和一致性，避免局部變形或不均勻的情況發(fā)生。

6.HUW工法樁拔除

（1）當(dāng)基坑內(nèi)的全部主體結(jié)構(gòu)施工完畢后，將基坑內(nèi)的土層回填至HUW工法樁的頂部，開(kāi)始對(duì)HUW工法樁進(jìn)行拔出操作，拔出作業(yè)要使用機(jī)械電動(dòng)錘或液壓錘，以及一定噸位的起吊機(jī)械。

（2）在具體拔樁作業(yè)時(shí)要注意以下事項(xiàng)：①當(dāng)振動(dòng)錘將HUW工法樁夾住后，要將HUW工法樁與振動(dòng)錘用鋼絲繩進(jìn)行保險(xiǎn)固定；②保險(xiǎn)固定用的鋼絲繩一定要具備相當(dāng)?shù)臉?biāo)號(hào)，并且要時(shí)常檢修，當(dāng)鋼絲繩有斷股現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)更換；③起吊機(jī)械在拔出HUW工法樁前，先讓振動(dòng)錘振動(dòng)10～30秒左右，確保樁體松動(dòng)；④在起吊機(jī)起吊時(shí)，一定要保證勻速向上，切記速率不一發(fā)生安全隱患事故；⑤現(xiàn)場(chǎng)指揮施工人員一定要隨時(shí)觀察拔出情況，防止發(fā)生保險(xiǎn)扣脫落等現(xiàn)象。

（3）具體對(duì)HUW工法樁的拔樁作業(yè)流程是：振動(dòng)錘將樁體夾住→用保險(xiǎn)鋼絲繩進(jìn)行保險(xiǎn)固定→振動(dòng)錘振動(dòng)10～30秒→起重機(jī)進(jìn)行起吊作業(yè)→當(dāng)HUW工法樁底出土后，起重機(jī)將樁體整體平放到指定場(chǎng)地→解除保險(xiǎn)扣和鋼絲繩，完成拔出作業(yè)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)具體工程案例的研究，對(duì)HUW工法樁支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜土層內(nèi)的施工應(yīng)用進(jìn)行了深入探究。通過(guò)精準(zhǔn)施工操作和相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，確保了基坑工程的整體安全性和工程施工的質(zhì)量。HUW工法樁支護(hù)技術(shù)在施工中展現(xiàn)出了多個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。具有高效快速的施工效率，能夠大幅縮短施工周期，提高工程進(jìn)度。HUW工法樁的施工工藝經(jīng)過(guò)工具化程度的提升，實(shí)現(xiàn)了施工操作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，減少了人為因素對(duì)施工質(zhì)量的影響。該技術(shù)還具備節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，有效降低了能源消耗和對(duì)環(huán)境的影響。HUW工法樁支護(hù)技術(shù)在不同工程項(xiàng)目中的成功應(yīng)用可復(fù)制性強(qiáng)，為類似工程提供了有力的參考和借鑒。