HUC組合鋼板樁在深基坑工程中的應用

王爵平

摘 要：文章以實際施工工程為例，詳述了HUC組合鋼板樁施工流程、施工工藝及質量保證措施，希望可以為相關工程的施工提供一些參考。

關鍵詞：HUC組合鋼板樁；深基坑；施工工藝；施工質量

1.工程概況

某廠區配套工程，包括4棟高層建筑物帶連體地下室，地上的總建筑面積為：43267.98m2，地下室建筑面積3877.13m2，建筑層數為18層。本工程基坑面積約3877m2，開挖深度5.9～8.3m，基坑周長約為295m，基坑南面距江面15m，土方開挖范圍及支護體系均落于淤泥層內?；又ёo采用HUC組合式鋼板樁（HN700/800×300型鋼樁+U型鋼板）的支護方式，H型鋼長度15/18m，采用800×300和700×300兩種規格型鋼，相鄰型鋼之間的間距為1.60m，U型鋼板樁長度12/15m。內支撐體系為混凝土現澆梁。

2. HUC組合式鋼板樁技術特點

2.1 HUC組合式鋼板樁簡介

HUC是H-pileandU-pileConnected的縮寫，其核心是由H型鋼主樁和U型鋼板輔樁通過圓管鎖扣相連，兼具受力與抗滲兩種功能的組合式基坑圍護體系[1]。H鋼板樁作為支護結構的主要受力構件，承載大部分的水土壓力；與U型鋼板樁的組合使用可獲得更大的截面參數，優化節省鋼材用量。通過圓管鎖扣的連接，可適應不同基坑形狀，靈活性強。極少個別的圓管鎖扣部位滲水，可通過該部位填充水密材料、灌漿等措施，實現圍護體系的100%止水。

2.2適用地質條件及深度

HUC組合鋼板樁施工工法適用于建筑與市政中淤泥質土、黏土、粉土等軟土及一般非硬土層地質的地下基坑支護工程，且不受地下水位的限制[2]。

2.3適用基坑深度

通過專業資質設計單位設計，HUC組合鋼板樁支護體系可結合多道支撐（或拉錨），用于開挖深度12m以內的深基坑工程。

3 HUC組合式鋼板樁施工工藝

3.工藝流程（見圖1）

3.1施工工藝

3.1.1施工前準備

組織項目部人員學習圖紙和地質勘探報告，了解施工現場各土層各項物理性能和水文地質情況，體會圖紙設計意圖，并進行圖紙會審和試成孔。對場地內存在的一些未破除地下障礙物進行標記，待平整場地時破除。對進場的各種型鋼、鋼板建材進行檢查、篩選，并在指定位置堆放整齊；主要施工機具如導向架、履帶吊車及振動錘等進行進場驗收[3]。

3.1.2場地平整、放樣

確定樁基礎軸線、標高并引測至現場，經過監理、甲方的復核并辦理書面簽證手續。根據測量出來的樁位圖進行場地平整，場地的平整度高低直接決定了調整導向架的效率。施工范圍場地不能過于泥爛，施工場地平整范圍需保證至少3～4m的空間，圍護內邊線多出的距離至少2～3m以保證導向架的施工安放。

3.1.3導向架安放、固定

根據土質的情況，若現場土質較好的話，可在打樁前開挖出2～3m的溝槽，目的是增加導向架的高度，提高施工的精度。吊車在安放導向架過程中保持平穩，導向架在安放時，利用千斤頂將導向架保證平面水平，上下垂直，誤差應小于3mm，可以利用儀器或線錘進行控制。導向架調整完畢后，進行對導向架的固定，避免在施工過程中由于振動錘的振動力以及滑輪和土對型鋼所產生的摩擦力，使導向架產生抖動從而產生位移3.2.4H型鋼施打

（1）當開始準備打H型鋼時，首先將H型鋼吊起通過導向架上下兩層，不要入土，在入土前進行對H型鋼的定位，將所有可動滑輪全部收緊頂住H型鋼，當上下兩層的滑輪全部收緊到位后，略微松開可動滑輪，使滑輪和型鋼間保持接觸面就行，期間吊機吊型鋼要盡量保持穩定，不能有大的晃動。

（2）當一切準備就緒時，開始下沉H型鋼，先靠型鋼自身的重力沉樁，當無法再下沉時，開始夾緊振動型鋼。根據經驗，振動下沉過程中，H型鋼的下沉速度不能過快，同時使動滑輪面與H型鋼表面有效接觸，隨時注意動滑輪的變化，保證滑輪持續轉動。

（3）振動下沉型鋼樁至導向架上層以上60～80cm時，停止振動，開始下一個型鋼樁的施工。相鄰H型鋼預留的高度應高低不等，形成上下錯位，有利于U型板樁的施工。注意每當施工完一根型鋼后，應觀察導向架的狀態，如果發現有偏位或不水平，應立即進行調整，時刻保持導向架的平衡。

（4）導向架中依次打入全部數量的H型鋼。

3.1.5U型鋼板施打

（1）導向架上H型導向孔內的H型鋼樁全部施工完成后，再開始捶打U型輔樁。由于板樁加工和運輸的問題，U型板樁的尺寸大小會發生變化，不是完全一致，所以在施工前先量好H型鋼鎖口間的間距，選擇一個適合的U型板樁。

（2）當U型板兩端都對入型鋼鎖口后，應靠自身的重力做自由沉樁，期間吊機和指揮應注意配合，時刻調整吊機方向，讓板能自由順利地通過導向架上下兩層，并入土一部分，當入土后不再沉樁時，開始振動U型板樁，振動過程不過能快，應保持一定的速率下沉。

3.1.6吊出導向架

當施工完一個導向架內的HUC組合鋼板樁后，松開限位調節裝置的導向輪，用吊車將導向架吊起，根據放樣位置放置至下一段。

3.1.7施打鋼板樁至設計標高

調出導向架后，繼續采用吊車振動錘把H型鋼樁及U型鋼板樁振動錘打至設計標高[4]。

3.1.8循環施工

重新將導向架安放及固定在下一組樁位，并施打下一組鋼板樁。依次類推，進行循環作業直至全部組合鋼板樁施工完畢。

3.1.9組合鋼板樁拆除

當基坑回填夯實，圍護內外壓力趨于平衡，相關支撐冠梁等結構拆除完畢并清理干凈后，方可拔除組合鋼板樁。拔樁順序可先拔除U型鋼板并初步回填后，再拔出H型鋼樁；亦可按順序依次拔出型鋼樁。拔樁時，先用振動錘將鋼板樁振動10min以減小土的粘附，然后邊振邊拔。對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一起拔出。由于鋼板樁撥起時會產生拖帶沉降和土體則移，因此拔出型鋼樁后及時灌砂灌水填充，必要時輔以水泥漿液加固。

4.質量保證措施

4.1原材料的質量控制

（1）用于本工程的材料、機械等，均須符合國家現行有關規范所要求的類型和質量。

（2）施工工藝和量測裝置進行日常檢查，材料按要求進行取樣和檢測，保證其質量符合設計圖紙要求和相關技術規定。

（3）H型鋼和U型板樁的彎曲度應控制在能控制的范圍以內，能小則小，H型鋼的彎曲度不能大于4cm（以兩頭拉線取中間最大偏差值）。

（4）對于現場加工的材料，焊接處的焊疤必須要打磨平，否則會對導向架和滑輪產生破壞，給施工造成困難。

4.2施工中的質量控制

4.2.1 H型樁的垂直度控制

對H型樁樁身垂直度的控制，是整個HUC組合式鋼板樁施工的關鍵，也是最難控制的環節。通過使用打樁定位導向架能有效控制在施工過程中H型鋼的垂直度，保證打樁精度使鋼板的樁能順利進入土層。導向架中限位調節裝置是整個導向架的核心，限位調節裝置采用6個圓柱寬型鐵滑輪，其中包含可調節滑輪與固定滑輪各3個，分別安放在H型鋼模型周圍，以保證型鋼在施工時不會產生很大的扭動如圖2所示）。上下層的限位調節裝置位置在水平、垂直方向必須在一條線上，誤差應控制在3mm以內，有條件的情況下控制在1mm，所有滑輪必須即時涂油保養，特別是動滑輪。在施打下沉過程中，要時刻關注動滑輪組的工作情況，保證動滑輪與H型鋼的可靠接觸并持續轉動。注意H型鋼在下沉過程中是否與鐵摸板發生碰撞，如型鋼已經緊貼鐵摸板，則證明型鋼已經產生較大的偏移，應立即停止振動，將型鋼拔出，重新調整[4]。

4.2.2 U型板樁沉樁控制

U型板樁兩側圓鋼需切割出一定的角度，方便插入H型鋼時的對位。U型板樁的寬度應比兩根H型鋼間距小5～10mm，現場可利用吊車錘適當調整U型板的寬度。施工前，須在圓鋼上涂上黃油，減少圓鋼與鎖口的摩擦力。施工時，如遇到板樁入土尚未達到一半就難以下沉時，應立即停止施工并將其拔出，查明原因后再施工，嚴禁強行施打。

4.2.3導向架端頭處U型鋼板的施工控制

當施工完一個導向架，進行下一組HUC組合鋼板樁施工時，利用導向架前端伸出的固定間距的定位器，控制與前一組H型鋼樁的間距。待兩組導向架的HUC組合鋼板樁施打入土后，插入U型鋼板完成兩組HUC組合鋼板樁之間的連接。

4.2.4轉角樁的施工控制

在基坑支護的轉角部位通常存在不同的角度，施工前根據設計方案計算出轉角的角度，并經現場復核確認后，在工廠制作轉角定制H型鋼樁，注意圓管鎖扣的開槽方向。施工至相應轉角端頭處時，使用定制H型鋼樁以保證U型鋼板的插入。

4.2.5封閉樁的施工控制

施工至最后封閉樁時，由于擠土效應及現場施工誤差，鋼板樁之間的間距不成整倍數，必然在最后封閉處需用異型板樁連接。根據現場量測的實際尺寸，制作U型鋼板，鋼板的尺寸滿足相鄰H型鋼樁的鎖扣間距。

5.結語

當前，我國的社會經濟快速發展，社會建設進程加快，對深基坑施工技術水平的要求也越來越高。施工實踐表明，在深基坑工程中，該組合樁施工技術的應用具有顯著的經濟效益和社會效益，應當得到進一步的推廣使用，以提高深基坑工程施工的整體效益以及水平。

參考文獻：

[1]章磊， 嚴金華， 陳旭龍. 淺談HUC組合鋼板樁施工技術的應用[J]. 工程技術：全文版：00242-00243.

[2]石茂盛. 淺談HUC組合鋼板樁施工技術方案[J]. 門窗， 2014（6）：91-91.

[3]趙志孟， 鄭偉鋒. HUC組合鋼板樁的受力性能分析[J]. 施工技術， 2017（s2）.

[4]陳可明， 馮建軍. 在深基坑支護中HUC組合鋼板樁的應用分析[J]. 建筑建材裝飾， 2015（21）.