上軟下硬地質鋼板樁插打引孔施工技術

宮長軍

（中鐵十九局集團第三工程有限公司，遼寧沈陽 110136）

0 引言

橋梁工程施工中基坑開挖方式主要包括明挖法和暗挖法。明挖法包括無支護放坡開挖和支護開挖，鋼板樁支護是常見的支護方式。擬建區域由于受地形或建筑物影響，沒有足夠的作業面放坡，通常采用鋼板樁支護進行施工[1-2]。受地質因素影響，高地基承載力地段鋼板樁打入困難，需要反復拔打，如強行施打會造成樁頭破壞，樁身整體變形過大。打樁機超負荷運轉，造成樁機損傷，形成安全隱患，對施工質量造成不良影響[3]。

受周圍建筑物限制，橋梁基坑采用鋼板樁支護。地質勘察顯示，施工區域地質條件從上往下大致分為8 層，依次為雜填土（殘土、耕土、垃圾等）、粉質黏土（可塑狀態）、粉質黏土（軟塑—流塑狀態）、粉質黏土（軟塑狀態）、粗砂夾礫石（呈密實狀態）、泥巖與砂巖互層（泥巖呈硬塑狀態、砂巖堅硬程度為極軟巖）、泥巖與砂巖互層（泥巖呈塊狀及柱狀、砂巖巖心呈塊狀及短柱狀）、泥巖與砂巖互層（泥巖巖心呈塊狀及短柱狀、砂巖巖心呈短柱狀，巖石堅硬程度為極軟巖）。地下約8～10 m 為粗砂加礫石、約10 m 以下為泥巖與砂巖互層。鋼板樁施打過程中存在一定困難。項目施工中，結合實際情況及實踐經驗，在鋼板樁支護段先采用長螺旋鉆機進行引孔，然后再進行鋼板樁打設。在保證安全施工的同時，加快了施工進度，節約了工期。

1 引孔工藝原理

利用長螺旋取土引孔施工，改變高承載力地質土的密實度。減少樁體施工過程中土的阻力，以解決無法直接施打鋼板樁（或重復拔打情況）帶來的困難。改變樁體施工范圍內土體密實度，使土質變疏松，利用引孔帶出一部分土體，減少樁體插入過程中土的阻力。

2 關鍵施工技術

2.1 定位放線

熟悉設計圖紙，根據基坑支護范圍及圖紙，對引孔的要求及基準點放出引孔部位控制線，撒上白灰，做明顯標志[4]。定位放線如圖1 所示。

2.2 路面破損挖除

若在原有道路上施工，面層為混凝土或瀝青面層，需先破碎挖除后方可進行引孔施工。尤其是冬季施工，需挖除凍土層，以減少施工中的阻力。路面破損挖除如圖2 所示。

圖1 定位放線

圖2 路面破損挖除

2.3 引孔插打鋼板樁施工

鋼板樁施打前一定要熟悉地下管線和構筑物的情況，認真放出準確的支護樁中線。打樁前，需進行引孔作業施工，引孔直徑、引孔間距根據地質條件，具體參數選擇不同。一般情況下孔徑根據鋼板樁寬度確定，一般要求大于等于鋼板樁寬度（樁寬≤r≤樁寬+10 cm），引孔間距根據地質條件確定。移動鉆機至作業位置，調整樁架垂直度偏差小于1/250，鉆機移位由當班機長統一指揮，移動前必須仔細觀察現場情況，移位要做到平穩、安全[5]。在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設置一定剛度和堅固的導架，導向架限位裝置為樁頂限位鋼板。根據導向架結構，沿施打方向分為兩組支撐，其中每根樁頂面安裝一個限位鋼板，限位鋼板樁結構如圖3 所示。輔助樁施打完成后，采用全站儀進行導向架定位，在限位鋼板上用記號筆做好標記。限位鋼板由人工通過梯道運輸至樁頂進行安裝。安裝時，限位齒應與工字鋼頂部相互咬合，保證頂面平整。第一孔鋼板樁施工時，不可進尺太快，要慢速，掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數，然后進行連續引孔施工，確保鋼板樁順利施打。長螺旋鉆機鉆孔作業如圖4 所示，鋼板樁插打施工如圖5 所示。

2.4 鋼板樁合攏施工

鋼板樁施工關系到基坑止水和基坑圍護安全，是工程施工最關鍵的工序之一。升降機就位后采用液壓振錘的錘機施打鋼板樁，鋼板樁合攏施工如圖6所示。考慮到起吊設備和振動設備以及圍堰合攏的精確度等因素，前一部分鋼板樁逐根直接插打至設計標高，后一部分（約合攏點附近15 根左右）先插合攏再插打至設計標高。先行施打的鋼板樁，插打時樁背緊靠導向架，邊插邊將吊鉤緩慢下放。在相互垂直的兩個方向用錘球進行觀測，以確保鋼板樁插正、插直。施打完成后，測量檢測鋼板樁平面位置和豎直度，滿足要求后依次施打其余鋼板樁。先利用鋼板樁自重下沉，再采用振動錘進行加壓。

圖3 限位鋼板樁結構

圖4 長螺旋鉆機鉆孔作業

圖5 鋼板樁施工作業

圖6 鋼板樁合攏施工

3 結論

針對泥巖與砂巖互層地質中鋼板樁無法打入情況，在鋼板樁支護前采用輔助引孔以及配合沖擊錘施打措施，使得鋼板樁打入容易，可得出以下結論。

（1）引孔后施打鋼板樁比直接打設鋼板樁整體上更加節約時間，加快了施工進度，減短了樁體的租賃時間，降低了對壓樁機的損耗，節約了成本。

（2）鋼板樁支護段采用長螺旋鉆機進行引孔后再進行鋼板樁打設，利用引孔帶出一部分土體，可以改變土體的密實度，使土質變得疏松，減少鋼板樁施工過程中土的阻力，加快了施工進度。

（3）采用鋼板樁限位架精確定位以及振動錘加沖擊錘復合打樁工藝，解決了軟土地質層鋼板樁難以施打，質量難以保證的難題，具有沉樁精度高、穩定性好等特點。