靜壓鋼板樁支護在城市污水管道工程中的應用

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.東南大學巖土工程研究所，江蘇 南京 210096;3.南京東大巖土工程技術有限公司，江蘇 南京 210096)

0 引言

從20世紀60年代開始，隨著經濟的高速發展，各類基礎設施工程建設中樁基工程施工所帶來的振動和噪聲等建設公害問題引起了社會各界的高度關注。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[3]，廣泛適用于各類復雜環境的預制樁施工。

本文介紹了靜壓植樁機在某城市工程中的應用。

1 工程概況

鼓樓區金川河流域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 工程地質圖

靜壓植樁機對于普通靜壓樁機具有如下優點: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，節約造價，可以輔助水刀或螺旋鉆，適用于多種地質。

圖4 周圍環境圖

圖5 場地上空通信線

打樁機技術參數:

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。總質量: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(環保模式)。質量:7 300 kg。

3)反作用力基座及配重。反作用力基座質量:1 250 kg。配重:F鐵塊。

4 靜壓鋼板樁施工

1)施工測控。

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

2)場地整理。

根據現場的實地踏勘情況，進場后首先應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備。場地平整及清理采用人工配合機械作業。

3)樁位測設。

根據樁的設計位置及測量控制網的布設，繪制出樁位圖及測量放樣資料，按照國家測量規范，在實地放出樁中心點，設立明顯的標志，并標出樁的編號，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置于反作用力基座之上，根據土質條件、樁長，將反力重塊放置于反作用力基座兩側，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緯儀進行監控，經緯儀應設置在不受打樁影響處，且大約互成90°的方向上，并經常加以整平，監測導架保持垂直，通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整。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。

將壓入樁壓至規定深度后，使上機身向前運行，架設下一支樁，開始壓入作業。當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，在確認調整水平度后，關閉固定夾，完成構筑新的反力基礎，然后將壓入樁壓入至規定的深度(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。必要時應將樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心壓力，以免管樁受彎。壓樁較難下沉時，要檢查樁架導桿有無傾斜偏心，樁身是否垂直，每根樁宜連續完成，以免難以繼續下壓。

圖6 初期壓樁

圖7 自走壓樁

6)安全監測。

壓樁過程中應對周圍建筑物采取安全監測預防措施，詳細觀察周圍建筑物沉降、上升、位移情況，在建筑物上設置觀察點，利用遠處的固定水準點進行對比分析，從而確定沉降或上升情況。采用全站儀觀測位移情況，發現有異常變化時，應立即停止施工，報告監理及設計單位，據不同情況進行綜合分析，制訂出合理的施工方案。

5 結語

本工程施工場地極為狹窄，周圍環境復雜，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，發揮了無振動、無噪聲的環保施工特性，將工程施工對周邊環境的影響減少到了最低限度，且發揮了經濟效益，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，擴大了鋼板樁的應用范圍。

[1] 羅 海，涂一行，譚 勇，等.現代靜力壓入樁基工法及應用前景探討[J].地下空間與工程學報，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:解決都市型建設問題的技術[J].地下空間與工程學報，2010，6(S2):1707-1713.