静压植桩施工技术的应用

静压植桩施工技术的应用

高文军

中铁一局集团市政环保工程有限公司  甘肃兰州  730050

摘要：我国个别大城市在建设中已逐渐采用地下综合管廊、地下污水处理厂、地下电厂、城轨地铁以及其他一些城市防灾设施。其总趋势是将有碍城市景观与城市环境的各种城市基础设施全部地下化。地下空间利用规划是以地铁规划和市政基础设施规划为最先。在国内，建设地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段和开端。某些发达国家已实现了将市政设施的地下给排水管网发展到地下大型供水系统，地下大型能源供应系统，地下大型排水处理系统，地下生活垃圾的清除、处理和回收系统，与地下轨道交通和地下街、地下城相结合，构成了一个完整的地下空间综合利用系统。

城市综合管廊作为城市的“生命线”，主要是以地下施工为主。基坑支护钢板桩施工中选择合理、经济、简洁、高效、污染小的先进植桩技术是城市地下综合管廊施工的前提和重点。

关键词：降低成本；环保无噪；防水密封；缩短工期。

1、工程背景  

静压植桩是一种将钢板桩紧贴主体结构外侧植桩的无震动、高精度的植（拔）桩施工技术。实践证明，该技术有效的减少了基坑土方开挖量、缩短了工期,节省了施工成本，施工过程中还能有效的保护了周围环境和降低噪声污染。

静压植桩是一种全新的环保型桩基施工技术。人类基础设施工程建设中桩基工程施工所带来的振动和噪音及污染等建设公害问题引起了社会各界的关注。静压植桩技术可以满足施工无振动、无噪音的需求；符合特殊施工设备动力燃烧废气排放规定的新型动力单元，节能环保。[1]

2、适用范围

适用地质范围：砂土、黏土、回填土、粉质土、泥岩、粉砂岩、淤泥等其他软弱不良地层。

应用实例：南宁金良路综合管廊工程项目通过应用无震动、高精度静压植桩的特点，静压植桩施工技术能大幅度降低施工成本，增加项目收益，降低工人的劳动强度，保证了主体防水卷材的完整密封性，提高了地下主体防水工程的施工质量。

地下综合管廊标准断面图（见下页）

3、工艺原理

通过静压植桩设备对拉森钢板桩施加静压力和提升力，破坏其与钢板桩之间的摩擦阻力以及吸附力将拉森钢板桩植入或拔出，如此往复，完成基坑工程的支护施工，利用压拔钢板桩无震动对结构无损害的特点，将钢板桩拔出重复循环再利用，利用钢板桩本身具有的钢度作为模板的外侧支撑体系。

4、静压植桩施工工艺流程及操作要点

（1）静压植桩机施工分两步：初期压入及自走压入。
  初期压入：工程初期，将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩长，将反力重块放置于反作用力基座两侧，利用总重量作为反力压入第一根桩，之后静压植桩机自行向前移动，依次抓（夹）住后方已植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块及反作用力基座，完成初期压入。[2]

①初期压入工艺流程如下：
  置放静压植桩机---设置反力重块---压入第一根桩---依次完成下一根桩---撤除反力重块---撤除反力基座。
  自走压入：将压入桩压至规定深度(埋深）后，使上机身向前运行，架设下一支桩，开始压入作业。当正在压入的桩的支撑力可以充分支撑静压植桩机的重量之时，将抓住反力桩的固定夹打开，在夹住压入桩的状态下，使上机身上升后，将基座向前移动到下一反作用力桩的位置，然后下降至反力桩上，在确认调整水平度后，关闭固定夹，完成构筑新的反力基础，然后将压入桩压入至规定的深度

②自走压入工艺流程如下：
将压入桩压至规定深度---架设下一支桩---压入桩至可获得充分的支撑力位置---打开固定夹升起机身---移动基座至下一反力桩---置放静压植桩机。

（2）静压植桩技术操作要点  

大型地下基坑工程施工，尤其在城市密集区基坑毗邻建筑结构物的开挖施工时，对植桩精度的要求非常高，某一支桩的压入出现较大偏差，如不进行及时修正，将可能导致后期无法压入。为避免钢板桩植桩时发生歪斜或扭转等不良现象，植桩操作员应密切注意钢板桩卡榫与卡榫间之密合度，并利用全站仪或雷射水平尺测量钢板桩法线方向与垂直法线方向之间的倾斜度，以控制植桩时桩身垂直性。[3]

5、质量控制

钢板桩质量控制主要为：钢板桩埋入深度和桩身垂直度控制。钢板桩深度主要通过水准仪测量完成。钢板桩垂直度控制又分为：钢板桩轴线方向的前后垂直度控制，垂直钢板桩轴线方向的左右垂直度控制。钢板桩两个方向垂直度控制通过螺旋钻静压植桩机机身垂直度、套管垂直度实现。植桩机机身垂直度由机身数控装置仪表显示，通过调节四个行走夹具来控制机身前后、左右的垂直度。套管垂直度通过操作手用水平尺测量，再与吊车司机配合，使套管处于自由垂直状态，通过吊车趴臂、抬臂、上吊及下落等操作方式来控制。[4]

（1）控制埋入深度：在正式压桩之前，应按设计图纸要求将钢板桩定位，使之埋深能满足设计要求。严格控制压桩的垂直度，对测量的数据进行分析，出现偏差时及时修正，保证钢板桩的垂直度在规范允许范围内。基坑开挖前需将钢板桩边坡的平整度、平面位置、标高进行测量复核，与设计图纸核对无误后方可施工。

[5]

（2）控制垂直度：钢板桩施工采用全站仪进行定位测量和控制垂直度，在正式压桩之前应先用水准仪对钢桩进行测量定位，以保证压桩深度准确。

（3）控制钢板桩垂直度：钢板桩垂直度宜采用全站仪测量和校核，必要时也可采用激光投点定位法，以保证钢桩垂直度在允许范围内。

（4）控制压桩入土深度：在压桩之前需将钢桩桩机设备进行调试并调整好参数后，才可进行正式压桩操作。压桩机入土深度可通过水准仪测量的方法来确定。具体步骤如下：

①将钢桩插入已压好的钢板桩孔内，使钢桩底部露出地面1.0m左右；

②将钢桩顶的钢丝绳拉紧（不得紧靠钢桩）；

③用钢丝绳把一段长约50 cm的钢丝绳套在钢桩顶的钢丝绳上，然后将两只手分别握住两端，使两只手保持平衡进行拉紧绳套；

④拉紧绳套后松开一只手（约10s）使钢丝绳放松后再拉紧另一只手；

⑤当感觉两只手有相互接触时即可停止拉紧绳套；

⑥当钢桩顶面比钢板桩孔底高出一定高度时，说明钢桩已达到设计要求的入土深度；

⑦调整钢丝绳使两只手保持平衡状态即可停止拉紧绳套；

⑧在压桩过程中应经常测量钢桩顶的标高，及时调整。

结束语

总而言之，静压植桩技术在地下工程结构基坑支护施工应用，不仅解决了城市施工工作面限制、狭小的难题，而且有效的节约施工成本，减少对周围环境及噪声影响，还能保证基坑支护工程的施工质量和安全，从而带来了良好的社会效益和经济效益。

（1）社会效益

南宁市金良路综合管廊地处南宁市市区，噪声控制要求高，夜间禁止噪声负荷超限施工，静压植桩技术无振动、无噪声的特点，有效降低了城市夜间施工过程中噪声污染。同时通过使用桩端的特殊钻齿，实现了最小限度的切削，有效地控制了排土量，对环境的影响控制到最小范围。

（2）工期效益

静压植桩技术适用于泥岩、砂岩、花岗岩等的软岩Ⅰ、软岩Ⅱ以及中硬岩层，避免了常规设备植桩打不进、重复打的施工时间，一劳永逸即保证施工时间又保障了施工安全，节约总工期3个月。

（3）质量效益

该技术在钢板桩移除时有效的保护了混凝土构件及防水卷材的伤害，保证了结构质量，管廊主题结构防水也达到设计及验收标准，工程质量优良率达98%以上，无安全生产事故发生，得到建设单位和监理单位的一致好评。

参考文献：

[1]冯伟.静压预应力管桩施工技术在地基处理中的应用[J].四川水泥,2022(11):197-199.

[2]郑榉.静压桩施工技术在高层建筑中的应用及质量控制的研究[J].福建建材,2019(01):43-44+98.

[3]富延.静压法预应力管桩施工技术在铁路软基处理中的应用[J].建筑技术开发,2018,45(21):117-118.

[4]方海军.静压预应力管桩施工技术在建筑工程施工中的应用[J].中国标准化,2017(18):220-221.

[5]许永康.静压桩施工技术的应用[J].企业科技与发展,2009(12):86-88.