HUC组合钢板桩施技术研究

程涛

摘要：HUC组合型钢板桩施工的精确度高，具有较大的刚度，且具有施工效率高、连接方式良好、垂直度可控、防水能力强，能够进行反复利用的特点，在满足深基坑支护工程的结构功能、安全性和环境保护等方面具有强大的优势。

关键词：HUC组合钢板桩；刚度高；快速施工

引言

由于当前的城市化进程有所加快，使建设部门对地下空间的利用及开发更加频繁，地下建筑物逐渐增多，因此基坑开挖越来越多，对基坑围护也提出了更高的要求。基坑围护必须遵循在确保当地环境安全的基础上，做好基坑开挖工作，坚持实行快速施工、经济合理、方便施工。通过实际使用，HUC组合钢板桩比传统钢板桩在基坑工程中存在着刚度高、基坑变形量较小、施工垂直度高、施工速度快等优势。

1、工程概况

由中铁一局城轨公司承建的宁波市轨道交通4号线翠柏里站，在翠柏里站北侧有原新芝宾馆遗留的地下室，在车站施工前需要进行明挖开挖清除地下室结构，开挖深度约7m，由于开挖深度较深，周边环境较复杂，西侧紧邻翠柏路，车流量较大，隔翠柏路为钱东社区居民区，距基坑最小净距为28m，基坑北侧为新芝河，距基坑最小净距为9.2m，周边管线较复杂，为了保证地下室在开挖清障过程中的安全和对周边环境的保护，项目部在北侧和西侧利用15m的HUC组合钢板桩作为围护结构，东侧利用已经完成的连续墙作为围护结构进行放坡开挖清除地下室结构。

2、工程地质条件

翠柏里站地层自上而下依次为：①1杂填土、①2粘土、①3粘土（淤泥质）、②1粘土、②2淤泥质粘土、③2粉质粘土夹粉砂、④1淤泥质粉质粘土、④2粘土、⑤2粉质粘土。

翠柏里站拟建场地内地下水主要为孔隙潜水及孔隙承压水。地下室位置北临新芝河，距车站北端头最小净距为9.2m，地下室范围内主要以杂填土和建筑垃圾中间填充的孔隙潜水为主，含水量较大，开挖过程中容易滑坡坍塌。

3、围护结构的选型

根据周边环境和地质情况，结合本工程实际，本工程围护结构决定采用HUC组合钢板桩围护结构，HUC组合型钢板桩施工的精确度高，具有较大的刚度，且具有施工效率高、连接方式良好、垂直度可控、防水能力强，能够进行反复利用的优势，可以在一定程度上满足深基坑的支护要求，展现出结构功能的特点，突出其安全性高、环境保护效益高的优势。

非硬土层和软土需要重视相关的支撑体系，加强对基坑开挖的深度方面的控制，让其能够在15m左右。而实际施工环节施工场地的基础占地面积相对较小，使围护结构更加适用于狭小区域进行施工。因为H型的钢桩是具有较大刚度的，其中的基坑变形相比相对于钢板桩而言较小。不使用水泥、泥浆、无弃土不会发生污染，使其中的材料能够进行可回收利用，促使该部分内容的造价可以比传统钻孔灌注、连续墙、SMW工法围护桩低，目前已经得到了设计、业主及施工单位的认可。

HUC的组合钢板桩，运用U型钢板桩、H型钢进行组合。其中组合钢板桩会应用H型钢桩担任主要的构件，使其中的水、土压力的承载能力可以强化。而其中的U型钢板桩是辅桩，可以作为一种连接整体，起到一定的挡水效果，可如图1所示。采用U型辅助钢板桩、H型钢桩是组合方法，得到截面参数，控制钢材的用量，以展现出其在深基坑支护结构内的，具体价值以及性价比。

  

图1 HUC锁扣形式及钢板桩连接方式

4、HUC组合钢板桩施工技术要点

4.1、施工技术流程

前期准备→场地的平整→导向架固定及其安装→施打H型钢桩→施打U型钢板桩→吊出导向架→确认H型钢的标高并进行设计→确认U型钢板桩的标高并进行设计→下一组组合钢板桩重复施工→圈梁施工及第一道支撑架设→土方开挖→支撑架设→结构施工→HUC钢板桩拔出回收

4.2、施工要点

（1） 施工场地确认

HUC组合钢板桩在施工过程中，需要以设备为导向，运用导向架、履带吊、振动锤等措施辅助完成工作。它对场地的需求程度较低，而场地质量却可以决定施工进度，需保持场地平整，调节导向架，控制施工垂直度。

（2）导向架

它是一个整体的组合，以钢板桩作为核心，使HUC组合钢板桩、垂直度的取决权在导向架中。它的长度是可以较长的，其型钢长度需要在6个～8个。它的重量适中，只要能够满足导向架稳定性要求即可。它的高度需要在3m～3.5m，控制好H型桩整体垂直度，使误差5mm左右。

（3） HUC组合钢板桩成桩过程

先利用导向架用振动锤一次打入4～6根H型钢桩，再将导向架进行转移，通过振动锤的应用，完成振动以及设计工作，在明确标高位置之后，可以将U型钢板桩插入，由此方式，循环作业直至整个围护结构施工完成。

（4） HUC组合钢板桩拔桩

在钢板桩应用于基坑回填土时，在项目结束即可进行拔除。首先，通过振动锤的应用，使U型板桩进行拔除，让H型钢桩能够抽离。在钢板桩拔出后，第一时间在空隙内利用砂进行回填，若外侧发生沉降问题，也需运用水泥浆完成充填注浆操作。

4.3、具体技术要求

1、型钢在经过导向架阶段，必须控制稳定性，不可大幅度的晃动，当执行H型钢桩下沉操作时，需要依靠自重完成沉桩，若出现难以下沉的现象时，需要运用振动锤，完成顶部的加紧工作，下一步执行振动下沉操作，控制下沉的速度，使其不能过快，也可让其时间维持在2m/min～3m/min。若在振动或是下沉阶段，需要考虑滑轮变化状况，通过动滑轮面的应用状态，使H型钢桩自行进行接触并进行转动。

2、当H型钢桩完成施工后，可以增加U型钢板桩的应用，首先可在两侧，完成圆钢斜角的确认，涂刷黄油，防止锁扣摩擦力提高，但因为板桩运输及加工过程中容易发生问题，同时U型钢板桩大于或小于H型钢桩间距时，所以需要运用铁锤完成敲击工作。而U型钢板的两端需要在入锁口区域对接，完成自由沉桩的操作后，方可让指挥、吊机进行配合，通过吊机方向的确认，完成自由入土、沉桩操作，在振动U型钢板桩保持一定的速度下沉。无法打入时，将其拔出并进行更换，再次进行尝试。

3、HUC在组合钢板桩阶段，可让H型钢桩、U型钢板衔接，根据下沉情况，明确跟桩的原因：第一，H型钢桩因为不垂直，增加和U板钢板之前的摩擦力，使钢板桩被带动。受到H型钢的垂直度以及型钢自身垂直度的影响，无法进行打入控制：第二，因为H型钢的底断阻力小，不能抵达持力层，缺少支撑力，无法带动型钢，需要极将允许的拔型钢度规划在2m～3m。

4.4、施工机具设备

施工机具设备配置表如下表1所示。

序号	名称	数量	型号
1	履带吊	1台	50吨
2	导向架	1套
3	振动锤	1套	DZ-60A电机功率120KW
4	挖机	1台	PC220

5、质量控制措施

5.1 H型钢桩垂直度控制及施工

在导向架安放阶段，通过千斤顶的应用，实现度导向架的水平调整，按照上下垂直的方式，控制误差在3mm以内，通过线锤、仪器或完成控制（在两端的对角区域挂线锤，确认上下及水平状态）。若导向架已经完成调整，可以固定导向架。使导向架的垫板、铁板进行焊接，在保证导向架不会发生位移、下沉问题时。使H型的钢桩的振动导控制在0.6m～0.8m，若已经完成振动，可以重视H型钢桩的状态。在H型钢桩上进行预留，使其高度不会出现高低不等的问题，防止上下错位出现，增加对U型钢板桩的辅助。当施工完一根H型钢桩后，加强对导向架的观察，若存在偏位、不水平问题，及时调整，使导向架是平衡的。

5.2 U型钢板桩沉桩控制

若H型的钢桩完成施工后，需要增加对U型的钢板桩的重视。在施工的前期，确认U型钢板桩的两侧状态，让圆钢中含有斜角，涂刷黄油防止锁扣摩擦力提高，但因为板桩运输及加工过程中容易发生问题。结合U型钢板桩大小进行分析，若发生变化，需要先量好H型的钢锁口间距，合理选择U型钢板桩。而在对位阶段，如若U型钢板桩与H型钢桩的间距不协调，运用铁锤执行敲击及校正工作，确认U型钢板的状态，使其与H型钢桩的锁口进行衔接，依靠重力完成自由沉桩工作，增加吊机的配合，使其指挥工作能够落实，并确认吊机方向，使U型板桩可以通过导向架的上层下层。在完成入土后，不可再次进行沉桩，选择振动锤、振动U型钢板桩来执行对应的操作，使其振动过程不会过快。

5.3导向架接头处H型钢桩间的U型钢板桩施工

若已经完成相邻二个导向架的衔接工作，可以结合导向架状态。使H型钢桩振动与地面的距离在1m。依次设置二个导向架，确认其它桩的标高，实行下一步操作，使二组桩的位置得以确认。

5.4转角桩

结合设计方案进行分析，确认转角角度，实现对H型钢桩锁扣的制作，确认开槽方向。运用定制的H型钢桩，使U型钢板、定制H型钢桩对接。

5.5封闭桩

在最后一步时，可结合封闭桩状态进行分析，确认现场的设备尺寸，选择现场制作的方式，得到U型钢板，让板的尺寸可以对接H型钢桩的锁扣。

6、效益分析

（1）运用不同组合方式，确认围护墙体强度、刚度和，在节省工程造价的同时，升级工艺流程，以加快施工效率。

（2）施工用电少，施工速度快，每个工作台班可施工20延米左右。

（3）施工占地少，不需要其余的施工材料，可选择无水泥泥浆等二次污染，保证外观是美观的，增加在拆迁、重建方面的助力。

（4）钢板桩可以收回，反复利用，可以大大的节省工程造价。

（5）钢板桩采用工厂化加工，减少施工工期，工程中锁口互连，兼作止水帷幕，且止水效果有保证，其他工法的止水效果常受到场地地质、施工质量的影响，与设计目标偏差较大。

（6）可与现有的、常规的支撑系统方便联接，无需进行特别设计和加工，结构通用性、兼容性好。

（7）通过锁口充填水密材料、灌浆等措施，可以实现围护墙体100%止水。

（8）墙体兼止水帷幕，保证基坑外水头不下降，大大减少坑外沉降、临近构筑物变形的可能。

（9）通过选用大规格型钢围檩，增大混凝土围檩尺寸、型钢围檩换用混凝土围檩、调整支撑间距等，可以大大减少墙体的位移变形，克服钢结构偏柔性的特点。

7、结论

本工程通过HUC组合钢板桩施工应用，有效的保证了工程的顺利完成，取得了良好的成效，获得了质量、进度、安全、成本各方面的效益，因此值得在以后具体的基坑施工中进一步的研究应用，以为更好的保证工程质量安全，为企业赢得更多的经济以及社会效益。

参考文献：

［1］练云峰.HUC组合钢板桩在深基坑支护中的应用［J］.福建建材，2014,04:41-43

［2］陈可明.在深基坑支护中HUC组合钢板桩的应用分析［J］.建筑材料装饰（2015）11-84-02

[3]陈建.浅析HUC组合钢板桩于深基坑支护中的应用[J].河南建材,2019(02):290-291.