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2014-07-16 09:29 来源:鹤大高速公路大抚项目指挥部
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钢板桩静压植桩技术在鹤大高速公路项目桥梁施工中成功应用

  

  7月14日,随着12#主墩承台最后一根钢板桩的成功闭合,标志着鹤大高速公路项目ZT07标二道松花江特大桥钢板桩围堰施工取得了阶段性的胜利,解决了卵石地层钢板桩施工难的关键性问题,为下步工序争取了宝贵的施工时间。这一切都得益于静压植桩技术的引入和成功运用。

  静压植桩技术的工法原理是在砂砾、卵石层或岩层等坚硬地层中,根据“除芯理论”,在压入的同时通过螺旋钻钻掘来降低贯入阻力,从而实现压入作业。与静压植桩机主体联动的“螺旋钻装置”最小限度地钻掘桩前端正下方的地层,在抑制压力球根发生的同时,将桩贯入地中。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”,利用与地面成为一体化的反力,实现了小型化机器同样可以发挥强大能力的目的。该工艺具有排土量少、无振动、无噪音、成桩速度快、安全可靠、对钢板桩损伤小的优点,在解决各种特殊复杂施工环境下桩基工程施工及施工环保问题方面发挥了独特的作用,产生了良好的社会效益。目前,静压法植桩技术在世界比较发达的国家运用较为普遍,如英国BBC广播公司总部的扩建工程、墨西哥维拉克鲁斯文化遗产的防腐蚀工程、美国发生的大规模地面深陷时实施的救护工法等等,但该工艺在我国应用比较少,在温福铁路宁德跨海特大桥工程、厦深铁路漯河特大桥、武汉市政地下污水处理工程等为数不多的工程中得到了运用,也取得了不错的效果。

  07标段特大桥工程横跨二道松花江主河道,大部分承台处于河漫滩中,主桥承台位于主河道边缘侧,该区域卵石及漂石较为丰富,并且厚度达到7-9m左右,卵石含量高达70%—80%,最大粒径漂石达到18公分。施工单位在正式施工前进行了传统工艺的3次试验,分别是采用液压振动锤+拉森Ⅲ钢板在原装地基试打、液压振动锤+拉森Ⅲ钢板在换填地基试打以及液压振动锤+冷轧钢板在原装地基试打,但是均未取得满意的效果,主要是贯入度和施工效率无法满足施工需求。传统工艺原理是通过液压振动锤锤击钢板桩顶部将力传递至板桩端部,从而实现钢板桩的植入,适用于砂质黏土、沙土、软土地基。但是在本工段富含卵石地基中,由于桩端“土球反力”的存在,桩顶压力无法全部传递至端部,从而出现反复跳桩现象,无法保证贯入度,甚至液压电机在长期超负荷运转情况下容易出现电机烧毁现象,需要进一步维修才能继续投入使用,无法保证施工效率。

  为了克服这一施工难题,施工单位中交鹤大项目部广泛挖掘社会资源,寻求集团及公司技术支持,引进目前国际领先的日本钢板桩静压植桩技术。由于静压植桩机是进口设备,操作及技术人员较少,为了确保进展顺利,在施工的前期,特邀两位在静压植桩领域有丰富经验的日本专家进行现场指导。在施工过程中,特大桥工作组成员仔细分析地基土质,研究静压植桩原理,并与日本专家进行多次的深入交流,在交流过程中边学习边提出项目部的技术要求,尤其是要求植桩在达到设计标高50公分时,采用不大于300KN的压力将钢板桩静压植入(不再用螺旋钻进引孔),这条要求得到日本专家的认可并成功的进行了应用,进一步减小桩端渗径,保证基坑稳定。此举取得了良好的效果,使得植桩施工很快的步入正轨,提高了施工效率。

  静压植桩技术具有安全性,环保性,快速性,经济性的独特优势:在钢板桩压入过程中不会产生污泥,嵌住已经压入地面的钢板桩,将其作为反力桩,利用静载荷将下一根桩以无振动、无噪音的方式压入地下。静压植桩机是嵌住已经完成压入的钢板桩,所以不会发生像其他大型机械倾倒的现象。静压植桩机机体轻小,并且可以在已经完成压入桩的顶端进行自走,所以不受场地的限制,实现快速施工。不会对周边的环境产生影响,即使在夜间也可以同时利用数台机械进行施工。在压入过程中不容易损伤桩材,可以提高钢板桩的重复使用次数,具有高度的经济性。不需要搭设临时脚手架、迂回道路等。

  静压植桩技术在本项目的应用,从根本上解决坚硬地质钢板桩施工困难的问题,加快了施工进度,确保了施工质量,为在汛期前进行承台施工赢得了宝贵的时间,为后续施工打下坚实的基础。