邻近既有建筑的景观河道驳岸壁体桩施工技术

孙晓阳 张 帅 沈星存 朱建其 李 帅

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 201204

1 工程概况

溧水区无想国际创业小镇建设工程（城隍庙文化街区）项目位于南京市溧水区，总建筑面积137 300 m2，占地面积322亩（约214 666 m2），总体风格采用唐、宋和明清多元和谐的古建筑形式，以“城隍庙”为核心，周边配套建设民俗商业街坊。右汊景观河道位于商业街坊之间（图1），长400 m，距两侧商业街坊1.5 m。壁体桩设计桩长8 m，混凝土设计强度C80，截面尺寸为500 mm×500 mm（图2、图3），冠梁混凝土设计强度C30。

图1 河道效果图

图2 壁体桩截面

图3 壁体桩排布平面

根据地勘报告，场地内土层自上而下依次为：①素填土，平均层厚2.33 m；①A淤泥，平均层厚0.47 m；①B淤泥质素填土，平均层厚1.08 m，为水塘回填前塘淤，分布在素填土下部；②粉质黏土，平均层厚3.22 m；③1黏土，平均层厚5.43 m；③2粉质黏土，平均层厚2.37 m；③3黏土，平均层厚3.72 m；④残积土，平均层厚1.73 m；⑤1强风化凝灰岩，平均层厚2.16 m；⑤2A中等风化凝灰岩（破碎），平均层厚2.06 m；⑤2中等风化凝灰岩，平均层厚7.32 m。

2 施工方案选择

景观河道施工前，河道两侧建筑业已完成，且河道驳岸距离两侧商业街坊最近处仅有1.5 m，若直接采用静力压桩或者锤击成桩的工艺，势必会因为挤土桩强烈的挤土效应导致桩体移位、上浮或者无法打入，并且会对两侧的已完工建筑产生影响[1-5]。结合引孔压桩的工艺要求及本工程的实际特点，采用先“先引孔，后植桩”（钻孔植桩）的方式，即在进行壁体桩成桩前，先采用旋挖引孔钻机引直径450 mm的孔，引孔深度9 m，然后采用5 t的柴油锤击桩机将方形空心壁体桩压入到设计标高，如此可以降低锤击次数，大大减小土体与壁体桩之间的摩阻力，有效改善挤土效应[6-9]，减少土体的排挤量、隆起和位移，从而避免了壁体桩的移位、上浮、挤碎等现象，保证了两侧建筑物、构筑物的安全。

3 施工关键技术

3.1 测量放样

对提供的基准点进行复测，并依据桩位图测放出各根壁体桩中心点位，插入钢钎。复核各桩位点至两侧仿古街坊墙面距离及河道宽度，确保桩位偏差符合规范要求。

3.2 架设定制钢导向架

壁体桩设计功能主要为景观河道驳岸挡土及止水，桩与桩之间需紧密贴合，线形顺直。依据驳岸线直线段长度，设计长为20 m的钢导向架（图4），可以大大加快成桩速度。钢导向架两长边方向采用300 mm×300 mm×15 mm×15 mm的H型钢，端横梁采用300 mm×300 mm×10 mm×10 mm的箱形型钢，两H型钢间距510 mm，保证锤击桩机能顺利将壁体桩从钢导向架内锤击到位。钢导向架上部设置1根可以移动的横梁，侧边焊接2个卡槽，卡在导向架H型钢翼缘上。横梁随着打桩路径由设置在钢导向架端头处的卷扬机牵引移动，每次移动一个桩位。根据已定好的桩位点，架设定制而成的钢导向架，作为引孔植桩的固定装置。钢导向架安装时中心线与桩位中心点重合，两侧采用φ48.3 mm×3.6 mm钢管打入土中固定，横梁移动过程中及时进行桩位复核，确保桩位准确。

图4 钢导向架

3.3 引孔

根据测放的壁体桩位点埋设钢护筒，钢护筒内径500 mm，埋深5 m。将旋挖钻机移至桩位中心处，观察水平仪和挂在桩架上的垂球，调平机身后开始成孔作业。成孔后测量孔径、孔深、孔的垂直度及孔底沉渣厚度，并做好记录。

3.4 壁体桩植入

打桩机垂直、平稳就位后，将PC壁体桩吊入孔内，用2台经纬仪双向校正无误后，开始锤击打桩。锤击过程中不断校核预制桩垂直度，直至将桩体打入高出地面1.5 m位置停锤，并做好技术资料记录。沉桩顺序为顺着驳岸线由下游向上游施打，确保壁体桩紧密贴合。为防止坍孔及保持孔内清洁，采用钻一孔植一孔的施工方法，保持钻机和打桩机同步协作。

3.5 送桩

3.5.1 送装器制作要求

场地标高约24.00 m，桩顶标高21.90 m。送桩器采用无缝钢管制作，长度4 m，壁厚30 mm，同时每隔2 m进行十字形钻孔，焊接厚30 mm的钢板作为加筋肋。在钢管的上下端面焊接厚50 mm的高强圆形钢板，钢板与钢管垂直，两端圆形钢板的中间开孔，使管桩内腔的空气和水分能够外溢，钢板与钢管的交界面焊接三角形加筋，沿着管周均匀分布，提升上下端面的抗击打能力。在距离送桩器端头约1 m处焊接吊环并连接钢丝绳，在送桩器端尾高强钢板上焊接比壁体桩内径略小的十字形锥尖，高度约30 cm。同时，调节桩帽与送桩器、桩顶与送桩器的缓冲材料与厚度，缓解送桩器承受的锤击力，避免产生疲劳损坏。经常对送桩器的外观、垂直度和送桩器的桩帽进行检查，发现送桩器变形时及时修复。

3.5.2 送桩工艺

送桩器与桩锤之间由钢丝绳穿过送装器吊环固定连接，送桩器底部十字锥插入壁体桩中心孔中，使其与桩在同一竖直线上。根据送桩深度在送桩器表面做上明显标记，按照二次送桩的方式将壁体桩送至设计标高。

3.6 桩间空隙注浆

使用高压水枪清理桩间空隙挤入的土体后，采用压力注浆的方式，注入M10水泥砂浆，注浆量与注浆压力经现场试验后确定。

4 质量保证措施

1）沉桩过程中采用2台经纬仪，互成90°夹角连续进行垂直度观测，确保桩锤、桩帽、桩身在同一竖直线上。壁体桩的垂直度如果超过偏差要求，则需拔出重新施打。

2）根据现场实际情况定制钢导向架控制壁体桩线形，钢导向架上部设置可移动横梁，横梁与已植入的壁体桩之间只能容纳一根壁体桩，可以有效避免壁体桩植入过程中的滑移，从而可以确保壁体桩间紧密贴合。

3）钢导向架移动位置重新固定时，将钢导向架套入相邻的一根壁体桩，可以有效控制后续施打的壁体桩与已完桩紧密贴合。

4）壁体桩距离建筑物较近时，应减小桩锤落距，慢慢施打，保护邻近建筑物。

5）送桩将至设计标高时，控制好落锤高度，减小桩锤落距，慢慢施打，以防桩身断裂或桩头破碎，直至送到设计标高。

6）壁体桩之间紧密贴合，为了防止送桩过程中相邻桩体上浮，可采用二次送桩方式。第1次送桩时，从钢导向架端头处壁体桩开始依次将桩缓慢打入土中，至高出地面50 cm时停止。第2次送桩时再按第1次送桩顺序依次送桩至设计标高。

5 结语

溧水区无想国际创业小镇建设工程（城隍庙文化街区）项目钻孔植桩方法的成功实施，证明该方法能够有效解决预制桩挤土效应的问题，并且对承载力的降低影响较小，有效地保证了成桩的质量和安全，提高了施工效率，降低了施工费用。

在现场实施过程中，只有根据桩体外径确定合理的引孔直径，才能充分发挥钻孔植桩方法在预制桩施工中的优势，从而提升施工质量。