靜壓植樁技術在水運工程中的應用及施工質量控制

黃建廷

摘 要：靜壓植樁機是一種全新的環保型液壓式樁基施工設備，主要應用在碼頭、防波堤、道路擋土墻、止水墻、圍堰基坑支護等領域，可適用于各種不同的地質和環境工況條件，已在世界各地得到了廣泛應用。

關鍵詞：護岸；鋼板樁；靜壓植樁；質量控制

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

前言

傳統鋼板樁施工技術主要采用沖擊法與振動法兩種工法，施工中將產生強烈的噪聲和振動，對臨近建筑物及附屬設施產生一定的影響，施工各項風險較大，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，該技術在水運航道護岸工程施工中應用較少，本文結合京杭運河浙江段三級航道整治工程實例，闡述靜壓植樁技術在水運工程中的應用及施工質量控制。

1 靜壓植樁的工作原理

靜壓法施工技術是預先打入反力樁，使用起重設備將靜壓植樁機水平設置于反作用力的基座上，連續喂樁，通過油缸（夾頭架、固定夾）將樁抱緊，以機械的自重和機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計標高的一種成樁的一種工藝。（圖1所示）

2 靜壓植樁的優缺點分析

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新。

2.1 優點

（1）無振動、無噪聲、高精度，在施工場地上部空間有障礙物（如橋下、涵洞內等）的情況，無需損害、拆除原有建構筑物，可使用專用型號的靜壓植樁設備，實現不間斷施工，優化工程進度，減少不利工況，大大節約工程成本。（2）施工工藝克服工作面狹窄和不利條件限制，進度較快，不易損害或者拆除原有建構筑物，施工不會產生噪聲、粉塵、空氣、水源污染。（3）植樁送樁設備與鋼板樁握緊有效面積充分，送樁設備在連續的施工中不會產生晃動和搖擺現象，施工質量高。（4）在靜壓過程中，靜壓設備的優點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，易達到設計及規范要求。

2.2 不足

（1）操作人員素質要求高，技術人員培訓費用高，遇較復雜地層的施工，仍依賴國外專業技術人員。（2）施工精度要求高，某一根樁的壓入出現較大偏差，如不進行及時修正，將可能導致后期無法壓入。（3）主機及零配件都依賴進口，目前中國國內尚無相應的零配件生產商，完全依賴從國外進口，維修維護周期長。

3 施工方法及質量控制措施

3.1 靜壓植樁工法確定

京杭運河浙江段三級航道整治工程航道等級Ⅲ級雙線航道標準，通航凈寬≥60.0m、通航凈高≥7.0m，地質勘探土質上部為軟土層（淤泥質黏土、粉質黏土、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，航道護岸施工采用船舶配合施工，存在施工與通航安全及環境產生的相互影響（邊通航邊施工），水上施工場地占用航道通航凈寬，交叉施工風險大；航道兩側為漿砌塊石結構建筑物；經綜合分析確定采取靜壓植樁技術，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，工藝流程至關重要，施工打樁船樁機就位→確定導向控制樁→喂樁插樁→校正調直→靜壓植樁至設計標高→撤出，按照順序進行，一般情況下，靜壓植樁需要反復進行。

3.3 保障措施

技術保障：（1）復驗施工現場測量控制網中坐標點、水準點，確保控制點的準確性。（2）按照設計文件、規范標準和技術方案開展有針對性的技術和安全交底，重點環節進行考核測試。（3）鋼板樁施工前，技術負責人按照方案對靜壓植樁難點、重點環節組織技術交底。

材料保障（成品）：

施工前鋼板樁成品按照規范外委試驗檢測，檢驗合格后方可用于工程施工。

（1）鋼板樁要求。按照《水運工程質量檢驗標準》（JTS257-2008）對進場U型鋼板樁出廠質量證明文件，鋼板樁的品種、規格和材質進行驗收，逐項進行分類、標識。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內容。（2）成品防腐。鋼板樁防腐采用厚漿型環氧漆及預留腐蝕厚度的防腐措施，質量等級達Sa2級，起吊和植樁過程中損壞的涂層應及時進行修補，鋼板樁防腐涂層及相應的表面滿足設計及規范要求。

3.4 靜壓施工及質量控制措施

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

前期壓入：結合地質勘察報告和水位情況，按照設計圖紙將驗收合格的鋼板樁使用浮吊吊起，根據測量放樣前沿線用浮吊喂樁至靜壓植樁機夾頭槽內，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。

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和液壓缸，植樁時壓入樁的支撐力可以有效支撐靜壓樁機的重量，使抓住反力樁的固定夾開啟，在夾住壓入樁的狀態下，讓上機身上升一定高度，把基座向前方移動至下一個反作用樁基的界面，接著將下降至反力樁位置，經檢查確定調整水平角度后，關掉固定夾，緊接著構筑新反力基礎，緊跟將壓入樁壓入設計標高的位置。將靜壓施工工藝過程重復進行，利用無線電操作盤控制靜壓植樁向前方運行，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時就發生傾斜，改進措施：引孔保證垂直并且要及時回填土，使地層軟硬均勻；采用異形鋼板樁來調整縱向累計偏差值。

4.2 串樁

靜壓植樁過程中，前期植入的鋼板樁會跟隨后期植入的鋼板樁一并向下植入的情況發生。調整方法：對前期已經植入的鋼板樁所有的鎖口全面檢查，發現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 靜壓植樁效果評價

靜壓植樁技術“克服堅硬地質工法”進行鋼板樁植入，適用不同地質條件環境；靜壓植樁規范化有利于鋼板樁接觸面咬合較好，軸線線型控制平順，外觀質量較好；靜壓植樁應力對鋼板樁的損傷較小，無拉應力，不損壞鋼板樁，結構穩定；人員設備船舶投入少，安全風險易控制，安全性好；施工無振動、無噪聲，節能環保、不污染水源和空氣，環保水保達標。

6 結束語

靜壓植樁技術在京杭運河浙江段三級航道整治工程中得到成功應用。具有獨特的優勢，能夠有效保證航道鋼板樁護岸工程中的施工質量。符合環境保護和綠色節能施工的要求，有效的縮短工期，提高經濟和社會效益。

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