□ 高國軍

廣西柳工機械股份有限公司 廣西柳州 545007

1 振動打樁機的應(yīng)用

振動打樁機廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、街道、河堤等工程施工過程中,是樁基與地基改良加固、地下連續(xù)墻擋土與防滲等施工的重要機械設(shè)備,作用是將各類樁打入土中,以提高基礎(chǔ)的承載能力。

振動打樁機如圖1所示,一般由振動打樁錘和改裝后的液壓挖掘機組合而成。液壓挖掘機改裝時,主要將動臂和斗桿設(shè)計為專用加長型,以滿足打樁深度的要求。振動打樁錘的齒輪箱內(nèi)置兩根偏心軸,通過液壓柱塞馬達來驅(qū)動。高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生豎直激振力,實現(xiàn)錘頭的高頻振動。通過減振橡膠塊后,維持一定的振幅,將機械產(chǎn)生的豎直振動傳遞至樁體,使樁體周圍的土體結(jié)構(gòu)因振動而松散,樁身周圍土體遇水漿化,減小樁身與土體的摩擦阻力。振動打樁機能夠滿足各種類型土質(zhì)的打樁要求,對各類鋼板樁、鋼管護筒樁、混凝土樁進行沉拔施工。

2 打樁方法分類

鋼板樁施工通常采用的樁錘包括柴油錘、蒸汽錘、落錘、振動錘。在人口密集的城市中,為避免噪聲及對周圍建筑產(chǎn)生損害,往往采用低噪聲、低振動的方法,如液壓錘和靜壓法。在鋼板樁施工過程中,采用型鋼導(dǎo)向架來控制鋼板樁的位置,打樁方法分類見表1,各種打樁方法的特點見表2。

3 鋼板樁施工要求

鋼板樁施工的一般要求如下:

(1) 鋼板樁的設(shè)置位置需符合設(shè)計要求,便于溝槽基礎(chǔ)土方施工,在基礎(chǔ)最突出的邊緣外留有支模、拆模的余地;

(2) 基坑、溝槽鋼板樁的支護平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊,避免出現(xiàn)不規(guī)則轉(zhuǎn)角,以便標準鋼板樁的利用和支護設(shè)置,各周邊尺寸盡量符合板裝模數(shù);

(3) 整個基礎(chǔ)施工期間,在挖土、吊運、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業(yè)時嚴禁碰撞支護,禁止任意拆除支護,禁止在支護上任意切割、電焊,也不應(yīng)在支護上放置重物。

4 鋼板樁施工步驟

振動打樁機進行鋼板樁施工作業(yè),具體可以分為七個步驟。

表1 打樁方法分類

表2 打樁方法特點

4.1 支護線測量

依據(jù)基坑、溝槽開挖設(shè)計的要求,測繪鋼板樁施工位置線,用白石灰標示出鋼板樁的打樁位置。

4.2 鋼板樁進場及堆放

按施工進度計劃或現(xiàn)場情況安排鋼板樁的進場時間,確保鋼板樁的施工滿足進度要求。鋼板樁堆放位置如圖2所示,根據(jù)施工要求及場地情況沿支護線分散堆放,避免集中堆放,造成二次搬運。

4.3 施工順序

鋼板樁的施工順序為定位放線、挖溝槽、安裝導(dǎo)梁、施打鋼板樁、拆除導(dǎo)梁、圍檁及支護施工、土方開挖、基礎(chǔ)施工、拆除支撐、地下室主體結(jié)構(gòu)施工、土方回填、拔除鋼板樁、鋼板樁拔出后空隙處理。

4.4 鋼板樁檢驗、吊運、堆放

4.4.1 鋼板樁檢驗

對鋼板樁的檢驗一般分為材質(zhì)檢驗和外觀檢驗,以便對不符合要求的鋼板樁進行矯正,減少打樁過程中的困難。

外觀檢驗包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、端部矩形比、平直度、鎖口形狀等內(nèi)容。對打入鋼板樁有影響的焊接件應(yīng)予以割除,割孔、斷面缺損進行補強處理。若鋼板樁有嚴重銹蝕,則應(yīng)測量其實際斷面厚度。原則上要求對全部鋼板樁進行外觀質(zhì)量檢查。

材質(zhì)檢驗時,對鋼板樁母材的化學(xué)成分及機械性能進行全面試驗,包括鋼材化學(xué)成分分析、構(gòu)件拉伸與彎曲試驗、鎖口強度試驗、延伸率試驗等。每一種規(guī)格的鋼板樁,至少進行一次拉伸與彎曲試驗。

4.4.2 鋼板樁吊運

鋼板樁宜采用兩點吊裝的方法進行吊運。吊運時,每次起吊的鋼板樁數(shù)量不宜過多,并應(yīng)注意保護鎖口避免損傷。吊運方式分為成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,單根起吊采用專用吊具。

4.4.3 鋼板樁堆放

鋼板樁的堆放場地需選擇在不會因壓重過大而發(fā)生較大沉陷變形的平坦、堅固場地,方便運往施工現(xiàn)場。堆放時應(yīng)注意堆放的順序、位置、方向、平面布置等,考慮后續(xù)施工方便。鋼板樁按型號、規(guī)格、長度分別堆放,并在堆放處設(shè)置標牌說明。鋼板樁應(yīng)分層堆放,每層堆放數(shù)量一般不超過五根,各層間需墊放枕木,墊木間距一般為3～4 m,且上下層墊木應(yīng)在同一豎直線上,堆放的總高度不宜超過2 m。鋼板樁堆放實物如圖3所示。

4.5 導(dǎo)架安裝

在鋼板樁施工中,為保證沉樁軸線位置的正確和鋼板樁豎直,控制鋼板樁的打入精度,防止鋼板樁的屈曲變形及提高鋼板樁的貫入能力,一般都需設(shè)置一定剛度的堅固導(dǎo)架,也稱施工圍檁。

導(dǎo)架采用單層雙面形式,通常由導(dǎo)梁和圍檁樁等組成,圍檁樁的間距一般為2.5～3.5 m。安裝導(dǎo)架時應(yīng)注意以下幾點:采用經(jīng)緯儀測繪,水平儀控制,并調(diào)整導(dǎo)梁的位置;導(dǎo)梁的高度要適宜,需有利于控制鋼板樁的施工高度,提高施工效率;導(dǎo)梁不能隨鋼板樁的錘打深入而產(chǎn)生下沉、變形等情況;導(dǎo)梁的位置應(yīng)盡量豎直,并且不能與鋼板樁產(chǎn)生碰撞。

4.6 鋼板樁施打

鋼板樁施打是鋼板樁施工中最關(guān)鍵的步驟之一,需注意六方面施工要求。

(1) 鋼板樁采用專用的振動打樁機施打,施打前需要熟悉地下管線、建筑物的情況,嚴格按照白石灰標示的準確位置施打。

(2) 打樁前,對鋼板樁逐根進行檢查,剔除連接鎖扣處有銹蝕、變形嚴重的鋼板樁,待修整合格后才可使用,整修后不合格的禁用。

(3) 打樁前,可以在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂抹油脂,以方便鋼板樁的打入和拔出。

(4) 在鋼板樁施打過程中,隨時測量監(jiān)控每塊樁的斜度,當偏斜過大無法用拉齊方法調(diào)正時,必須拔起重打。

(5) 鋼板樁合攏效果如圖4所示。井位的四個角需要使用轉(zhuǎn)角鋼板樁,若沒有轉(zhuǎn)角鋼板樁,則可用舊輪胎或碎布等塞縫輔助密封,避免由于漏水帶走泥沙,造成地面塌陷。

(6) 在基坑、溝槽開挖過程中,隨時觀察鋼板樁的變化情況,若有明顯的傾覆或隆起現(xiàn)象,則需立即在傾覆或隆起的部位增加對稱支撐。

4.7 鋼板樁拔除

基坑回填后,需拔除鋼板樁,以便重復(fù)使用。拔除鋼板樁前,應(yīng)仔細研究拔樁方法、順序、時間、土孔處理。由于拔樁的振動影響,以及拔樁帶土過多,會引起地面沉降和移位,給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害,并影響鄰近原有建筑物、地下建筑物、地下管線的安全。由此可見,減少拔樁帶土環(huán)節(jié)十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。

可以采用振動錘拔樁,利用振動錘產(chǎn)生的高頻振動,擾動土質(zhì),削弱鋼板樁周圍土的黏聚力,以克服拔樁阻力,依靠附加起吊力拔除。

拔樁時需注意拔樁的起點和順序。對于封閉式鋼板樁墻,拔樁起點至少應(yīng)離開轉(zhuǎn)角鋼板樁五根以上,具體可根據(jù)沉樁時的情況確定,必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序基本與打樁時的順序相反。

如果鋼板樁難以拔出,那么可以采用振動錘再重復(fù)振打一次,以克服樁身與泥土的黏聚力及咬口間銹蝕等產(chǎn)生的阻力。如果鋼板樁單側(cè)的土較為結(jié)實,那么可以在附近并列打入另一根鋼板樁,從而使原鋼板樁順利拔出。也可以在鋼板樁兩側(cè)開槽,放入膨潤土漿液,拔樁時可減小阻力。

5 施工中常見問題

5.1 傾斜

產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象的原因是被施打鋼板樁與相鄰鋼板樁鎖口間阻力較大,打樁的行進方向貫入阻力小。處理方法為在施工過程中用儀器隨時檢查、控制、糾正。發(fā)生傾斜時,用鋼絲繩拉住鋼板樁身,邊拉邊打,逐步糾正,對先打入的鋼板樁適度預(yù)留偏差。

5.2 扭轉(zhuǎn)

產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因是鎖口為鉸式連接。處理方法為在打樁行進方向用卡板鎖住鋼板樁的前鎖口,在鋼板樁之間的兩邊空隙內(nèi)設(shè)滑輪支架,阻止鋼板樁在下沉中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,也可以在兩塊鋼板樁鎖口搭扣處的兩邊用墊鐵和木榫填實。

5.3 共連

產(chǎn)生共連現(xiàn)象的原因是鋼板樁傾斜彎曲,使槽口阻力增大。發(fā)現(xiàn)鋼板樁傾斜時要及時糾正,將相鄰已打好的鋼板樁用角鐵電焊進行臨時固定。

6 結(jié)束語

隨著工程建設(shè)機械化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,由液壓挖掘機改裝而成的振動打樁機在鋼板樁施工中得到了良好的應(yīng)用。嚴格按照鋼板樁施工方法進行打樁和拔樁施工作業(yè),可以保證工程質(zhì)量,提高施工效率。