在基础工程施工中,当遇到坚硬的地层条件时,直接打入钢板桩可能会遇到困难,甚至导致桩体变形或损坏。此时,引孔工艺便成为一种常见且有效的辅助技术手段。引孔,顾名思义,是在正式施打钢板桩之前,预先在预定桩位上进行钻孔或成槽作业,形成一个引导通道,以降低后续打桩的阻力,确保施工顺利进行。

引孔的主要目的在于克服复杂地质条件带来的挑战。例如,在密实的砂层、砾石层或强度较高的风化岩层中,土体对钢板桩的贯入会产生极大的摩阻力和端阻力。若不预先处理,不仅需要更大功率的打桩设备,耗费更多能源,还可能造成桩端卷边、锁口撕裂或桩身倾斜,影响支护结构的完整性和止水效果。通过引孔,可以预先移除或松动部分障碍性土体,创造一个相对顺畅的路径,使钢板桩能够更轻松、更准确地到达设计标高。
引孔工艺的实施需要根据具体的地质勘察报告和工程要求来确定。通常,需要考虑以下几个关键方面:
1.地质条件分析:详细分析土层分布、各层土的物理力学指标(如标准贯入击数、密实度、抗剪强度等),特别是障碍层的位置和厚度。这是决定是否需要引孔以及引孔深度、直径等参数的根本依据。
2.引孔直径与深度:引孔的直径通常略大于钢板桩的宽度或组合宽度的翼缘部分,但不宜过大,以免过度扰动周围土体,影响钢板桩最终的侧向稳定性。深度一般要求穿过坚硬的障碍层,进入相对较软的下卧层一定深度,或直至设计桩尖标高以下。
3.引孔方法选择:根据土质和设备条件,可选择不同的引孔方法。
*对于砂土层和黏土层,常采用长螺旋钻机进行干作业成孔,效率较高。
*若地下水位较高或存在易塌孔的土层,则可能需要使用旋挖钻机、潜水钻机等配备泥浆护壁的湿作业成孔方式,以防止孔壁坍塌。
*对于含有砾石或强度较高的岩层,可能需要采用冲击钻、牙轮钻等更高效的岩石钻进设备。
4.孔位控制与垂直度:引孔的平面位置多元化精确,与钢板桩的设计轴线对齐。孔的垂直度也需严格控制,因为引孔的偏斜会直接导致后续钢板桩打设的偏位,影响整个支护体系的平整度和直线度。
5.孔内处理与回填:引孔完成后,孔内可能会残留钻渣或泥浆。有时为了进一步减小打桩阻力,会在孔内填入中粗砂、碎石屑或膨润土浆等松散材料。需要注意的是,回填材料的性质会影响钢板桩与周围土体的摩擦力,需进行相应评估。
6.与打桩的衔接:引孔作业与钢板桩打设应紧密衔接,避免孔壁长时间暴露导致塌孔或地下水涌入。通常,引孔完成后应尽快进行钢板桩的插打作业。
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引孔工艺虽然增加了前期工序和成本,但在特定地质条件下,其带来的效益是显著的:
1.提高施工效率:显著降低了打桩难度,提高了打桩速度,缩短了工期。
2.保护桩体完整性:避免了因强行打桩造成的桩体损坏,延长了钢板桩的使用寿命,尤其对于租赁的桩材尤为重要。
3.保证支护效果:确保了钢板桩能够顺利达到设计深度,形成连续、密闭的挡土止水结构,提高了基坑的安全性和可靠性。
4.降低设备损耗:减小了对打桩设备的负荷,降低了设备故障率和维护成本。
5.适应复杂环境:在城市施工或邻近敏感构筑物时,引孔有助于减少打桩产生的振动和噪音,降低对周边环境的影响。
当然,引孔工艺也需注意其可能带来的不利影响,如对土体的扰动可能改变原地层的应力分布,孔壁塌陷风险,以及额外的成本投入等。因此,多元化在施工前进行周密的技术经济比较和方案论证。
总结来说,钢板桩引孔是一项针对性强的辅助施工技术,其应用核心在于对地质条件的准确判断和工艺参数的合理选择。
1.引孔工艺是应对坚硬或复杂地层,保障钢板桩顺利、准确打入的关键技术措施,能有效克服打桩阻力,保护桩体。
2.引孔方案需依据详实的地质资料确定,包括引孔直径、深度、方法及后续处理,并需严格控制孔位与垂直度,确保与打桩作业紧密衔接。


3.合理应用引孔技术,虽增加部分成本,但能显著提升施工效率、保障支护结构质量、降低设备损耗,并在特定环境下减少施工对周边的影响,其综合效益在多数适用场景下十分显著。专业施工团队如深圳拉森建筑工程有限公司在此方面积累了丰富的实践经验,能够为工程提供可靠的技术支持。