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钢板桩引孔施工技术在硬塑土层中的应用

摘要：钢板桩基坑支护形式是一种常见的基坑支护体系，但是在硬塑土层中施打时常常会存在施打时间长或者钢板桩不能施打至设计桩底标高的现象。本文结合新机场排水箱涵钢板桩引孔的施工案例，从施工技术的特点、工艺原理、操作要点及经济效益、成本等方面出发阐述了硬塑土层条件下钢板桩引孔技术的经济实用、环保以及确保施工工期的优点，为同类型施工提供借鉴，为企业带来良好的经济和社会效益。

关键词：硬塑土层；引孔；施工技术；钢板桩；施工工期；经济效益

引言：随着我国经济的快速发展，各种快捷、有效、环保的建筑工法得到认可和发展，钢板桩由于其结构特殊，强度高，质量轻，隔水性好，施工简便，工期短，耐久性好，可多次重复使用等特点，使得钢板桩支护在工程领域得到了快速发展。钢板桩使用寿命长达20至50年，环保效果显著，施工中取土量和混凝土的使用量可大大减少，土地资源得到有效保护，救灾抢险特别是在防洪、塌方、塌陷、流沙等的救灾抢险中也具有较强的时效性。近年来，钢板桩在地下管廊、排水箱涵、修桥围堰、市政工程、人工岛、地下隧道防渗墙、大型管道铺设临时沟渠开挖的挡泥板、挡水板、挡砂墙、提岸护岸等方面得到了广泛

的应用。

与其他方式施工相比，采用钢板桩施工具有以下特点：（1）、施工简便；（2）快速施工，施工周期明显缩短；（3）在地质改变的情况下，只要改变钢板桩的截面和长度就可以得到相应的施工方案；（4）具有较轻的结构和较强的抗震能力；（5）适应变形能力较大，采用弹性理论能够进行合理的经济设计。钢板桩虽然具有以上优点，但在工程项目中，为了减少钢板桩不必要的硬性损伤，在硬塑土层进行钢板桩施工时一般采用引孔后再进行施打钢板桩。针对硬塑土层中施打钢板桩时会碰到如下问题：施打时间过长、钢板桩施打至一定深度后很难继续打入、强行施打损坏钢板桩及打桩机等，如何省时省力省钱地解决以上问题是目前行业内钢板桩施打的研究重点。助板

一、工程概况

1.1工程简介大灯高度可调

厦门新机场飞行区B区专用排水箱涵（机场北路段）工程项目位于厦门翔安区大嶝岛机场飞行区，项目包含1座排水箱涵、2根雨水支管。排水箱涵起点位于厦门新机场飞行区东北

侧，终点位于环嶝路北侧海岸线，总长度约1.2公里，箱涵断面净尺寸为3孔3.6m×2.5m。本次排水箱涵实施范围从起点起（K0+000）至环嶝路红线外南侧（K1+086），总长度约1.086km。基坑支护形式采用钢板桩+φ609的钢管内支撑，钢板桩长度为12m、15m。根据地勘报告显示该项目位于机场北路范围内，该区域已实施水泥搅拌桩，且钢板桩需进入全风化岩层。

干涉光刻

1.2现场情况说明

根据现场钢板桩的施工情况，钢板桩施打至标高-6至-8米的位置就很难打入。现场12米钢板桩每根打入时间约为45分钟，个别难打部位每根打入时间都在1小时以上。因此每天施打约20根左右，且部分钢板桩无法打到设计的桩顶标高，如若按此进度则需增加3台插板机否则无法满足施工进度要求。

在2023年1月20日下午参建各方在K0+600～K0+650段对12米钢板桩进行试打两个位置（共试打3根）。第一根桩打入时间约为48分钟，第二、第三根桩在施打至-6.5m即无法沉入，之后又在K0+680～K1+720段对12米钢板桩进行试打两个位置（共试打3根）和K0+350～K0+380段对15米钢板桩进行试打三个位置（共试打3根）；试打情况均较相似：

12米钢板桩打入时间较长（需打入、拔出再打入反复试打方能打入）或者施打至-7米左右就施打不下去。

根据现场试桩情况，强行施打易造成桩头破坏以及钢板桩变形，同时易导致打桩机超负荷运转造成桩机损伤（现场已多次出现桩机配件损坏和液压油管爆裂等情况），钢板桩施打不到位易形成安全隐患。

二、方案选择

因该工程工期紧为确保施工进度以及节约成本，确保钢板桩能顺利施打至设计桩顶标高，项目部通过探讨、深化设计、试验设计，开展技术攻关及方案创新，确定了预先在硬塑土层及水泥搅拌桩上进行引孔施工的方案，确保钢板桩在硬塑土层及水泥搅拌桩上的顺利施打。目前常见的解决土层难插打方法有潜孔锤、水刀、静压植桩机等工艺。

贴易

表1 硬质土层钢板桩引孔施工方案分析

毛豆剥壳机

方案	工艺描述	适应条件	可行性分析
方案一：潜孔锤工艺	“潜孔锤”是空气压缩破碎锤和螺旋钻杆相结合的一种引孔钻机，靠破碎锤掘进、螺旋钻杆出渣。	适用于无水或水少情况下的坚硬地层，尤其是坚硬的岩石效率更高。热敏打印头	对于粘土地质，而且水量丰富的情况，潜孔锤无法正常工作，破碎锤会被流塑状的粉砂和粉土包裹而失去功效，不可行。
方案二：水刀工艺	“水刀”是在钢板桩底部安装一个特制的高压水，利用高压水流提供牵引，钢板桩跟进插入。	“水刀”适用于浅埋地层，一般不超过12 m，对于黏性土效率较高，坚硬的岩层效率极低，而且容易出现折断的意外情况。	工期长，成本高，施工环境影响较大，基本可行。
方案三：静压植桩机工艺	静压植桩机采用的是通过夹住数根已经压入地面的桩（完成桩），将其拔出阻力作为反力，利用静载荷将下一根桩压入地面的“压入机理”。	对于适应各种土层对硬质粘土层及软岩效率相对较高。	施工速度慢，工期长，成本高，目前国内数量极少，租赁或购买费用较高，基本可行。
方案四：旋挖钻成孔工艺	利用钻机产生较大的扭矩，将土体旋挖至钻头斗桶中，利用钻杆将土提出，实现成孔。	主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用	施工速度相对较快，工期短，成本相对较高，需泥浆护壁，施工操作繁琐，工艺可行