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浅谈液压振动锤沉桩施工技术 陈广庆，林小弟，许师文，潘寸发 （中交二航局第三工程有限公司，212003） 【摘 要】本文主要介绍了苏州港张家港港区长江国际码头结构加固改造工程采用液压锤沉斜桩的施工工艺方法。总结了一套在复杂地质条件下钢管桩施工的经验，以供类似码头改造工程钢管桩施工参考。 【关键词】钢管桩；施工工艺；液压锤；斜桩 1 项目概况 1.1工程概况 苏州港张家港港区长江国际码头位于长江下游澄通河段中段福姜沙南水道，张家港保税区内十字港河口上游，上游距鹅鼻嘴～炮台圩节点航道里程约16km，距吴淞口航道里程约140Km，现有1#、2#、3#散装液体石化产品专用泊位各1个。 本工程水工建筑物需新建高桩墩式结构的系靠船墩5座，墩台基础采用6根Φ1000钢管桩及2根Φ1000钻孔灌注桩，交错布置。墩台施工前需拆除作业平台相应位置内的横梁、纵梁、面板和桩基，然后沉桩并浇筑墩台。系靠船墩台前方设有750KN快速脱缆钩，前沿布置DA-B600H型橡胶护舷。 1.2地质条件 本工程位于长江水道右岸低河漫滩，岩土层主要为第四系全新统河流冲积形成的河床相及漫滩相地层组成。土层可分为人工填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉细砂、粉质粘土夹砂、粉土。上部软土、中部粉细砂、下部粘性土夹砂、底部粉细砂这四部分组成。 拟改造码头区段岸线较为顺直，陆域现为长江国际罐区及转运、分装区，场区地面高程为+7.0米左右，建成的码头区岸坡坡脚有抛石保护，引桥两侧见有芦苇草丛，低潮时泥面出露。 1.3方案与设备优化选择 新建1#-5#系靠船墩的钢管桩施打工程共计有30根桩。其中斜率为4:1的桩为15根，斜率为8:1的桩为15根，单根桩长度为40-47m不等，累计桩长为1320m。由于可以直接完成施工的水上全旋转式打桩船全部在国外作业，调遣费用巨大；而若采用常规打桩船来进行钢管桩沉桩，所能提供的施工断面不能满足常规打桩船作业半径的施工要求。经过多方面考虑，故采用水上起重船+振动锤附加水冲的方法施工。方案经过设备需求、质量、安全、进度和成本等对比分析，确定采取现有150t浮吊和55NF液压振动锤吊打施工工艺。 2 设备特性及要求 2.1起吊设备要求 该工程的管桩最长为47m，振动锤的高度以及吊钩钢丝绳的位置高度6m，施工过程的起升总高度为53m。锤自身重量8t，管桩自身重量为:W=47×0.02466×16×（1000-16）=18.247t，总重量26.247t。河床泥面距旧码头的面层高度为17m，水深12m。考虑到原码头的承载能力及施工作业面，确定起重设备为150T浮吊负责施工作业。另配备25t汽车吊作导向架的加工及拆移工作。 2.2桩锤选型 根据 粘质土 [4] 砂质土 以及苏州港张家港港区长江国际码头结构改造加固工程施工图纸及地质勘察报告可以得出公式： =1360KN 其中T为摩擦阻力，H为沉桩入土深度，N为贯入系数，D为管桩直径，H、N取最大值（H=30，N=28，D=1），为4:1斜桩的斜边比直角边。 经综合考虑，选择ICE永安机械的55NF型振动锤（如图4）,其最大激振力为2223KN，额定激振力为1700KN，满足设计要求。主要性能数据见下表1： 55NF型振动锤 表1 序号 名称 型号（大小） 单位 1 偏心力矩 54 Kgm 2 最大转速 1700 rpm 3 额定激振力 1710 KN 4 最大激振力 2223 KN 5 长×宽×高 mm 2540×790×2988 6 总重 Kg 7000 选择新设备液压振动锤具有以下优势详见表2。 ICE高频液压振动锤对比 表2 相对电动锤的优势 相对柴油锤的优势 锤身的全封闭设计，可在水下作业 免除撞击打桩的高噪音 构造简单，维修保养工作量小 没有油料污染，对环境有利 体积小重量轻却能提供强大性能。在相近性能下，重量只是电动锤的一半以下 高效施工能力，施工速度一般比柴油锤工法高6-10倍 操作安全，免除高压电的危险性 对不同桩径作出快速调整，不受桩长的限制 根据土质需要可做限级振动频率调节 打桩和拔桩用同一套设备，不须任何改变 高频率振动大量减低土壤阻力，使打桩拔桩更加顺利 仅需吊机配合使用，操作容易 闭式液压油路设计，可以根据载荷自动调整功率输出，提高沉桩效率 做钻孔桩时，同一钢套管能重复使用 ，节省成本 主动振动轴承润滑冷却系