HUC组合钢板桩在深基坑工程中的应用

王爵平

摘 要：文章以实际施工工程为例，详述了HUC组合钢板桩施工流程、施工工艺及质量保证措施，希望可以为相关工程的施工提供一些参考。

关键词：HUC组合钢板桩；深基坑；施工工艺；施工质量

1.工程概况

某厂区配套工程，包括4栋高层建筑物带连体地下室，地上的总建筑面积为：43267.98m2，地下室建筑面积3877.13m2，建筑层数为18层。本工程基坑面积约3877m2，开挖深度5.9～8.3m，基坑周长约为295m，基坑南面距江面15m，土方开挖范围及支护体系均落于淤泥层内。基坑支护采用HUC组合式钢板桩（HN700/800×300型钢桩+U型钢板）的支护方式，H型钢长度15/18m，采用800×300和700×300两种规格型钢，相邻型钢之间的间距为1.60m，U型钢板桩长度12/15m。内支撑体系为混凝土现浇梁。

2. HUC组合式钢板桩技术特点

2.1 HUC组合式钢板桩简介

HUC是H-pileandU-pileConnected的缩写，其核心是由H型钢主桩和U型钢板辅桩通过圆管锁扣相连，兼具受力与抗渗两种功能的组合式基坑围护体系[1]。H钢板桩作为支护结构的主要受力构件，承载大部分的水土压力；与U型钢板桩的组合使用可获得更大的截面参数，优化节省钢材用量。通过圆管锁扣的连接，可适应不同基坑形状，灵活性强。极少个别的圆管锁扣部位渗水，可通过该部位填充水密材料、灌浆等措施，实现围护体系的100%止水。

2.2适用地质条件及深度

HUC组合钢板桩施工工法适用于建筑与市政中淤泥质土、黏土、粉土等软土及一般非硬土层地质的地下基坑支护工程，且不受地下水位的限制[2]。

2.3适用基坑深度

通过专业资质设计单位设计，HUC组合钢板桩支护体系可结合多道支撑（或拉锚），用于开挖深度12m以内的深基坑工程。

3 HUC组合式钢板桩施工工艺

3.工艺流程（见图1）

3.1施工工艺

3.1.1施工前准备

组织项目部人员学习图纸和地质勘探报告，了解施工现场各土层各项物理性能和水文地质情况，体会图纸设计意图，并进行图纸会审和试成孔。对场地内存在的一些未破除地下障碍物进行标记，待平整场地时破除。对进场的各种型钢、钢板建材进行检查、筛选，并在指定位置堆放整齐；主要施工机具如导向架、履带吊车及振动锤等进行进场验收[3]。

3.1.2场地平整、放样

确定桩基础轴线、标高并引测至现场，经过监理、甲方的复核并办理书面签证手续。根据测量出来的桩位图进行场地平整，场地的平整度高低直接决定了调整导向架的效率。施工范围场地不能过于泥烂，施工场地平整范围需保证至少3～4m的空间，围护内边线多出的距离至少2～3m以保证导向架的施工安放。

3.1.3导向架安放、固定

根据土质的情况，若现场土质较好的话，可在打桩前开挖出2～3m的沟槽，目的是增加导向架的高度，提高施工的精度。吊车在安放导向架过程中保持平稳，导向架在安放时，利用千斤顶将导向架保证平面水平，上下垂直，误差应小于3mm，可以利用仪器或线锤进行控制。导向架调整完毕后，进行对导向架的固定，避免在施工过程中由于振动锤的振动力以及滑轮和土对型钢所产生的摩擦力，使导向架产生抖动从而产生位移3.2.4H型钢施打

（1）当开始准备打H型钢时，首先将H型钢吊起通过导向架上下两层，不要入土，在入土前进行对H型钢的定位，将所有可动滑轮全部收紧顶住H型钢，当上下两层的滑轮全部收紧到位后，略微松开可动滑轮，使滑轮和型钢间保持接触面就行，期间吊机吊型钢要尽量保持稳定，不能有大的晃动。

（2）当一切准备就绪时，开始下沉H型钢，先靠型钢自身的重力沉桩，当无法再下沉时，开始夹紧振动型钢。根据经验，振动下沉过程中，H型钢的下沉速度不能过快，同时使动滑轮面与H型钢表面有效接触，随时注意动滑轮的变化，保证滑轮持续转动。

（3）振动下沉型钢桩至导向架上层以上60～80cm时，停止振动，开始下一个型钢桩的施工。相邻H型钢预留的高度应高低不等，形成上下错位，有利于U型板桩的施工。注意每当施工完一根型钢后，应观察导向架的状态，如果发现有偏位或不水平，应立即进行调整，时刻保持导向架的平衡。

（4）导向架中依次打入全部数量的H型钢。

3.1.5U型钢板施打

（1）导向架上H型导向孔内的H型钢桩全部施工完成后，再开始捶打U型辅桩。由于板桩加工和运输的问题，U型板桩的尺寸大小会发生变化，不是完全一致，所以在施工前先量好H型钢锁口间的间距，选择一个适合的U型板桩。

（2）当U型板两端都对入型钢锁口后，应靠自身的重力做自由沉桩，期间吊机和指挥应注意配合，时刻调整吊机方向，让板能自由顺利地通过导向架上下两层，并入土一部分，当入土后不再沉桩时，开始振动U型板桩，振动过程不过能快，应保持一定的速率下沉。

3.1.6吊出導向架

当施工完一个导向架内的HUC组合钢板桩后，松开限位调节装置的导向轮，用吊车将导向架吊起，根据放样位置放置至下一段。

3.1.7施打钢板桩至设计标高

调出导向架后，继续采用吊车振动锤把H型钢桩及U型钢板桩振动锤打至设计标高[4]。

3.1.8循环施工

重新将导向架安放及固定在下一组桩位，并施打下一组钢板桩。依次类推，进行循环作业直至全部组合钢板桩施工完毕。

3.1.9组合钢板桩拆除

当基坑回填夯实，围护内外压力趋于平衡，相关支撑冠梁等结构拆除完毕并清理干净后，方可拔除组合钢板桩。拔桩顺序可先拔除U型钢板并初步回填后，再拔出H型钢桩；亦可按顺序依次拔出型钢桩。拔桩时，先用振动锤将钢板桩振动10min以减小土的粘附，然后边振边拔。对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一起拔出。由于钢板桩拨起时会产生拖带沉降和土体则移，因此拔出型钢桩后及时灌砂灌水填充，必要时辅以水泥浆液加固。

4.质量保证措施

4.1原材料的质量控制

（1）用于本工程的材料、机械等，均须符合国家现行有关规范所要求的类型和质量。

（2）施工工艺和量测装置进行日常检查，材料按要求进行取样和检测，保证其质量符合设计图纸要求和相关技术规定。

（3）H型钢和U型板桩的弯曲度应控制在能控制的范围以内，能小则小，H型钢的弯曲度不能大于4cm（以两头拉线取中间最大偏差值）。

（4）对于现场加工的材料，焊接处的焊疤必须要打磨平，否则会对导向架和滑轮产生破坏，给施工造成困难。

4.2施工中的质量控制

4.2.1 H型桩的垂直度控制

对H型桩桩身垂直度的控制，是整个HUC组合式钢板桩施工的关键，也是最难控制的环节。通过使用打桩定位导向架能有效控制在施工过程中H型钢的垂直度，保证打桩精度使钢板的桩能顺利进入土层。导向架中限位调节装置是整个导向架的核心，限位调节装置采用6个圆柱宽型铁滑轮，其中包含可调节滑轮与固定滑轮各3个，分别安放在H型钢模型周围，以保证型钢在施工时不会产生很大的扭动如图2所示）。上下层的限位调节装置位置在水平、垂直方向必须在一条线上，误差应控制在3mm以内，有条件的情况下控制在1mm，所有滑轮必须即时涂油保养，特别是动滑轮。在施打下沉过程中，要时刻关注动滑轮组的工作情况，保证动滑轮与H型钢的可靠接触并持续转动。注意H型钢在下沉过程中是否与铁摸板发生碰撞，如型钢已经紧贴铁摸板，则证明型钢已经产生较大的偏移，应立即停止振动，将型钢拔出，重新调整[4]。

4.2.2 U型板桩沉桩控制

U型板桩两侧圆钢需切割出一定的角度，方便插入H型钢时的对位。U型板桩的宽度应比两根H型钢间距小5～10mm，現场可利用吊车锤适当调整U型板的宽度。施工前，须在圆钢上涂上黄油，减少圆钢与锁口的摩擦力。施工时，如遇到板桩入土尚未达到一半就难以下沉时，应立即停止施工并将其拔出，查明原因后再施工，严禁强行施打。

4.2.3导向架端头处U型钢板的施工控制

当施工完一个导向架，进行下一组HUC组合钢板桩施工时，利用导向架前端伸出的固定间距的定位器，控制与前一组H型钢桩的间距。待两组导向架的HUC组合钢板桩施打入土后，插入U型钢板完成两组HUC组合钢板桩之间的连接。

4.2.4转角桩的施工控制

在基坑支护的转角部位通常存在不同的角度，施工前根据设计方案计算出转角的角度，并经现场复核确认后，在工厂制作转角定制H型钢桩，注意圆管锁扣的开槽方向。施工至相应转角端头处时，使用定制H型钢桩以保证U型钢板的插入。

4.2.5封闭桩的施工控制

施工至最后封闭桩时，由于挤土效应及现场施工误差，钢板桩之间的间距不成整倍数，必然在最后封闭处需用异型板桩连接。根据现场量测的实际尺寸，制作U型钢板，钢板的尺寸满足相邻H型钢桩的锁扣间距。

5.结语

当前，我国的社会经济快速发展，社会建设进程加快，对深基坑施工技术水平的要求也越来越高。施工实践表明，在深基坑工程中，该组合桩施工技术的应用具有显著的经济效益和社会效益，应当得到进一步的推广使用，以提高深基坑工程施工的整体效益以及水平。

参考文献：

[1]章磊， 严金华， 陈旭龙. 浅谈HUC组合钢板桩施工技术的应用[J]. 工程技术：全文版：00242-00243.

[2]石茂盛. 浅谈HUC组合钢板桩施工技术方案[J]. 门窗， 2014（6）：91-91.

[3]赵志孟， 郑伟锋. HUC组合钢板桩的受力性能分析[J]. 施工技术， 2017（s2）.

[4]陈可明， 冯建军. 在深基坑支护中HUC组合钢板桩的应用分析[J]. 建筑建材装饰， 2015（21）.