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坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

拉森钢板桩·静压植入工法 2022年5月2日 项敏 88


摘 要


摘要:静压植桩施工技术适用于多种地质钢板桩施工,成功解决砂、卵石层等坚硬地质无法进行钢板桩施工的难题。文章对克服坚硬地质静压植桩钢板桩施工原埋、施工操作要点进行阐述和总结,为类似工程提供参考。


关键词:静压植桩;钢板桩;坚硬地质


0 引 言


在钢板桩基础施工中,振动锤应用非常广泛,适用于砂质黏土、淤泥等软土地基。受地质条件限制,这种施工工法所暴露岀来的题越来越多,对环境和邻近建筑物影响严重,特别是针对坚硬地质,振动锤等传统工艺则施工困难,而静压植桩施工技术可以较好地解决这一难难题。

 

1 概 述


1.1 工程概况

中交一航局三公司承建的鹤大高速公路ZT07标段二道松花江特大桥,桥梁全长1260m,跨越二道松花江,地质条件复杂,水文气象多变,桥梁主墩11号、12号墩承台位于主河床上,承台顶部标高低于常水位标高,雨季、汛期易受河道水位影响,地表覆盖6~9m为砂、卵石层,卵石粒径大、含量多,透水性强,地表下9~32m为强风化砂质泥岩,地质柱状图见图1。

 

坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术



1.2 钢板桩围堰结构设计

为创造承台施工干地环境,选择钢板桩围堰施工工艺,围堰平面尺寸为33m x 16.16 m,钢板桩采用热轧SPU-IVw型,宽600 mm,高210 mm,壁厚18 mm,长12m,围堰顶髙428.5 m,桩底标高416.5 m,要求入泥岩深度2m以上。

 

1.3 钢板桩植桩工艺


1.3.1静压植桩施工钢板桩工艺原理

静压植桩螺旋钻并用压入法,在坚硬地层中,利用”除芯理论“在压入同时通过螺旋钻钻掘降低贯入阻力,从而实现压入作业。由于排土量少,所以不会破坏桩周土层,对桩的承载力影响小,适用于泥岩、砂岩、花岗岩等软岩及中硬岩层。植桩工艺原理见图2。

 坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

图2 静压植桩工艺原理


1.3.2静压植桩工艺特点

 

1)实现对N值大于50坚硬地质的压入。实现传统工艺施工困难、混有卵石的砂砾层等N值超过50的坚硬地质的钢板桩压入施工。


2)抑制排土施工。利用“芯理论”可将钻掘范围控制在最小限度,抑制排土量,不会破坏桩周边地基。



坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术




 2 静压植桩施工关键技术

 

2.1 植桩机初期压入控制技术

 

工程初期,无完成桩可供利用,通常利用“反作用力基座+配重”完成初期反力桩压入。静压植桩机水平设置在反作用力基座上,根据土质条件和桩的反度,将反力重块放置于反作用力基座的两侧,利用其总重量作为反力压入第一支桩。之后每次完成压入作业之后,使静压植桩机自走前移,依次抓住植入的完成桩,当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块与反作用力基座,完成初期压入。

 

初期压入控制要点:压入场地必须整平,整平而积满足施工要求,初始反力必须满足压入条件,反作用力配重可使用钢板桩或混凝土预制块。初期压入工序见图3。

 

坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

图3 初期压入工序图

2.2 钢板桩止水性能控制技术


1)桩材选型。静压植桩施工钢板桩推荐选择新出厂热轧板桩桩材,锁口咬合具有严密性。


2)植桩之前将板桩锁口全部灌入止水材料,如黄油混合物油膏。


3)植桩过程严控其垂直度及线形,垂直度及线形可利用激光镭射仪及靠尺进行控制。


4)严格控制桩端渗径,植桩至设计标高20~30 cm前,停止预掘,以不大于500 kN压入力将钢板桩压至设计标髙,防止螺旋结预掘过程桩端形成透水通道,影响钢板桩止水效果。

 

2.3 预掘除芯质量控制


1)螺旋钻预掘除芯时,为防止钻头损坏已压入钢板桩及更好固定钻头位置需安装定位导标。


2)为提高预掘效率,预掘过程利用空压机向钻头送高压风。


3)渣体清理和成孔。预掘过程中,及时清理岀渣。为确保钻进深度准确,预先在钻杆上相应位置做标记线。


4)提钻并冲洗。预掘完成后提钻前,安装钻杆刮泥器,提过程中,需用髙压水枪冲洗钻杆,使钻杆保持清洁。

 

2.4 植桩压入技术

提钻完成后,即可进行植桩工序,为保证钻头不损伤已施工的钢板桩锁口,植桩过程换用400 mm规格的钻头,植桩过程包含以下几项工作内容:


1)更换钻头

提钻完成后,卸下定位导标,用水冲洗钻头,将预掘用大钻头更换为小钻头。


2)吊装钢板桩

钢板桩顶部预先开好吊装孔,底部焊好限位板,利用履带吊吊起钢板桩,调整位置,使钢板桩沿螺旋钻套管下落,钢板桩限位板卡住钻杆,抱紧固定夹,完成吊桩工作。


3)调整钻杆位置、植桩

调整固定夹头位置和方向,使钢板桩锁口与前一钢板桩锁口相互咬合,调整钢板机位置和垂直度后,开始植桩。


4)设备自走

在植桩达到一定深度,确定钻杆及压入桩具有足够的支撑力后,升起植桩机机身,完成自走后,夹紧固定夹。


5)焊接钢板桩锁口

静压完成后,将新植入钢板桩锁口与前一根钢板桩锁口焊接,前后钢板桩形成整体,便于静压植桩机穏定作业。


植桩压入工序见图4

坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术

图4 植桩压入工序演示图



3 结 语


通过采用静压植桩技术进行砂、卵石等坚硬地质区钢板桩施工,解决了传统工艺在此地质条件下无法施工的难题,止水效果良好,保证了工程施工质量和施工进度,也为以后类似工程提供借鉴。

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来源:《中国港湾建设》

作者:邵新怀

编辑整理:项 敏

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扩展阅读
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克服坚硬地质工法
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工法概要

利用独自开发的除芯理论,在确保压入优越性的前提下,实现了对N值大于50 的坚硬地质的压入施工

克服坚硬地质工法是确保了压入工法优越性的辅助压入工法。其为利用边钻掘边压入的「除芯理论」,在N值大于50的坚硬地质中进行施工的工法。


克服坚硬地质工法的特长

  • 实现了对N值大于50的坚硬地质的压入

实现了在利用传统工法施工困难的混有卵石的砂砾层•岩盘等N值超过50的坚硬地质的压入施工。


  • 实现水上 •倾斜地段等严峻条件下的施工

施工系统的小型化,最适合在水上•倾斜地段等严峻条件下的施工。

并且,无需暂设栈桥等。


  • 抑制排施工

利用独自开发的「除芯理论」可将钻掘的范围控制在最小限度,所以抑制了排土量,不会破坏周边地基。


  • 令没有倾倒的危险,实现高度安全施工

因为静压植桩机为牢牢抓住完成桩的构造,所以没有倾倒的危险

并且,螺旋钻与桩由独自的固定装置固定,保持高度的安全性。


坚硬地质条件下钢板桩静压植桩施工技术


部分应用案例

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