張育林，于洋，孫琦，楊金龍（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北　武漢　430040）

打入樁導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)選型

張育林，于洋*，孫琦，楊金龍
（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北武漢430040）

結(jié)合多個(gè)碼頭、橋梁項(xiàng)目打入樁施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)打入樁導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出適用于不同施工工況條件的打入樁導(dǎo)向裝置，詳細(xì)分析各導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用性，同時(shí)輔以應(yīng)用實(shí)例，形成對(duì)比和總結(jié)，可為打入樁導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)提供借鑒，提高打入樁的施工精度和施工工效，保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

打入樁；導(dǎo)向裝置；結(jié)構(gòu)選型；液壓移動(dòng)式；半固定式

打入樁導(dǎo)向裝置作為打入樁施工的重要臨時(shí)結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)保證打入樁的施工精度和施工工效滿足設(shè)計(jì)和施工的要求，還應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)。目前其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚未有明確規(guī)范，對(duì)其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行系統(tǒng)研究的成果較少。為此，對(duì)打入樁導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的總結(jié)和研究，從而選擇一種合適的打入樁導(dǎo)向裝置，是打入樁施工質(zhì)量和進(jìn)度的重要保證。

1　導(dǎo)向裝置簡介

打入樁導(dǎo)向裝置對(duì)打入樁主要起導(dǎo)向作用，保證打入樁施工時(shí)其平面位置和垂直度符合設(shè)計(jì)和施工要求，同時(shí)應(yīng)具有一定剛度以抵抗施工過程中的水平力。

目前，根據(jù)施工工況的不同，常用的導(dǎo)向裝置主要包括簡支移動(dòng)式、騎跨階梯式、裝配液壓移動(dòng)式和裝配半固定式等。

2　簡支移動(dòng)式導(dǎo)向裝置

2.1結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

2.1.1結(jié)構(gòu)形式

簡支移動(dòng)式導(dǎo)向裝置[1]主要包括輔助樁和導(dǎo)向架體（圖1），為了方便拆裝，輔助樁和導(dǎo)向架體之間采用精扎螺紋鋼鎖緊，同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置多個(gè)龍口，一次施打多根樁。

2.1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）輔助樁可根據(jù)樁錘夾鉗形式選擇工字鋼或鋼管，采用釣魚法施工，在陸上和靜水中施工效率較高。

圖1　簡支移動(dòng)式導(dǎo)向裝置Fig.1　Simply supported movable guide frame

2）導(dǎo)向架體可根據(jù)施工需要設(shè)置多個(gè)龍口，施工便利。

3）輔助樁和導(dǎo)向架體之間采用精扎螺紋鋼鎖緊，裝拆方便。

2.2適用范圍

簡支移動(dòng)式導(dǎo)向裝置雖然可通過調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)的型號(hào)來抵抗所受的水平力，但結(jié)合其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，該導(dǎo)向裝置主要適用于陸上、水深較淺且流速較小的江河和水深較淺且波浪力較小的海域使用。

2.3應(yīng)用實(shí)例

由中交二航局承建的巴基斯坦卡西姆碼頭項(xiàng)目在水深8 m左右和有效波高1 m左右的海域成功應(yīng)用了簡支移動(dòng)式導(dǎo)向裝置進(jìn)行鋼板樁施工，一次性可施工7組鋼板樁。

3　騎跨階梯式導(dǎo)向裝置

3.1結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

3.1.1結(jié)構(gòu)形式

騎跨階梯式導(dǎo)向裝置主要由龍口和錨固系統(tǒng)組成（圖2）。其中錨固系統(tǒng)將整個(gè)導(dǎo)向裝置固定在既有打入樁上，龍口用于對(duì)后續(xù)打入樁的導(dǎo)向。

圖2　騎跨階梯式導(dǎo)向裝置整體結(jié)構(gòu)圖Fig.2　Perspective view of riding guide frame

3.1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）該結(jié)構(gòu)適用范圍受工程樁剛度影響較大。

2）該導(dǎo)向裝置無需使用輔助樁，直接固定在既有打入樁上，定位較快。

3）該導(dǎo)向裝置為懸臂結(jié)構(gòu)[2]，每次僅能施工1根樁。

3.2適用范圍

騎跨階梯式導(dǎo)向裝置使用時(shí)，整個(gè)導(dǎo)向裝置的精度控制主要依賴于錨固樁（既有工程樁）的穩(wěn)定性。因此，該導(dǎo)向裝置的適用范圍主要根據(jù)錨固樁的剛度以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工條件確定，以保證新建打入樁的精度為準(zhǔn)，完全可以適用于陸上和靜水區(qū)域施工。

3.3應(yīng)用實(shí)例

由中交二航局承建的巴基斯坦深水港碼頭項(xiàng)目在陸上和靜水中成功應(yīng)用了騎跨階梯式導(dǎo)向裝置進(jìn)行2.5 m直徑鋼管樁施工，一次施打1根鋼管樁。

4　裝配液壓移動(dòng)式導(dǎo)向裝置

4.1結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

4.1.1結(jié)構(gòu)形式

裝配液壓移動(dòng)式導(dǎo)向裝置[3]主要包括行走軌道和定位龍口以及液壓系統(tǒng)（圖3）。行走軌道與打樁平臺(tái)栓接或焊接固定，定位龍口通過嵌入滑槽與行走軌道連接，采用液壓千斤頂提供行走動(dòng)力。

4.1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）采用液壓千斤頂提供動(dòng)力，定位速度快，施工效率高。

圖3　裝配液壓移動(dòng)式導(dǎo)向裝置Fig.3　Hydraulic movable guide frame

2）需裝配在打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備上使用，無法獨(dú)立使用。

3）每次施打1根樁。

4）打樁設(shè)備選型確定后，直接裝配該導(dǎo)向裝置，不受施工環(huán)境影響。

5）該導(dǎo)向裝置不能轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備難以精確定位，所以，主要適用于管型打入樁施工。

4.2適用范圍

裝配液壓移動(dòng)式導(dǎo)向裝置需與打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備裝配使用，整個(gè)裝置定位精度與打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備穩(wěn)定性相關(guān)。在打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備滿足施工條件的前提下，該導(dǎo)向裝置基本適用于任何可提供穩(wěn)定平臺(tái)的管型打入樁施工。

4.3應(yīng)用實(shí)例

由中交二航局承建的以色列阿什杜德港項(xiàng)目28號(hào)碼頭施工期有效波高2 m左右，采用400 t頂升平臺(tái)裝配該導(dǎo)向裝置施打φ1.2 m和φ0.9 m鋼管樁，平臺(tái)約30 m寬，定位一次可施打7根鋼管樁，應(yīng)用效果良好。

5　裝配半固定式導(dǎo)向裝置

5.1結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

5.1.1結(jié)構(gòu)形式

裝配半固定式導(dǎo)向裝置[4]主要包括導(dǎo)向架體和三角支撐架（圖4）。三角支撐架與打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備上的基座采用螺栓連接，導(dǎo)向架體和三角支撐架之間采用精扎螺紋鋼鎖緊，同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置多個(gè)龍口，可一次施打多根樁。

圖4　裝配半固定式導(dǎo)向裝置Fig.4　Assembled semi-stationary guide frame

5.1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）裝配式結(jié)構(gòu)拆裝方便，定位較快。

2）需裝配在打樁平臺(tái)或打樁設(shè)備上使用，無法獨(dú)立使用。

3）可實(shí)現(xiàn)定位一次施打多根樁。

4）打樁設(shè)備選型確定后，直接裝配該導(dǎo)向裝置，不受施工環(huán)境影響。

5.2適用范圍

該導(dǎo)向裝置適用范圍基本與裝配液壓移動(dòng)式導(dǎo)向裝置相當(dāng)，但更適用于鋼板樁的打入施工。

5.3應(yīng)用實(shí)例

由中交二航局承建的以色列阿什杜德港項(xiàng)目出運(yùn)碼頭采用250 t頂升平臺(tái)裝配該導(dǎo)向裝置施打組合板樁（H+AZ型組合板樁），平臺(tái)定位1次可施打14組鋼板樁，應(yīng)用效果良好。

6　對(duì)比分析

根據(jù)對(duì)以上幾種常見的打入樁導(dǎo)向裝置的研究，各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用范圍總結(jié)見表1。

表1　打入樁導(dǎo)向裝置對(duì)比分析表Table 1　Comparison of guide frames

7　結(jié)語

結(jié)合多個(gè)打入樁施工項(xiàng)目，通過對(duì)各個(gè)導(dǎo)向裝置的深入分析和研究，得到以下結(jié)論。

1）以上打入樁導(dǎo)向裝置均成功應(yīng)用于實(shí)際施工項(xiàng)目，可以作為打入樁導(dǎo)向裝置選型和設(shè)計(jì)的參考。

2）以上打入樁導(dǎo)向裝置具有不同的適用范圍，今后在打入樁導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)中可在此基礎(chǔ)上針對(duì)不同的施工工況進(jìn)行必要的創(chuàng)新和優(yōu)化，以便增強(qiáng)其適用性和實(shí)用性，從而進(jìn)一步提高打入樁的施工精度和施工效率。

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ZHANG Lian-jiang,SUN Jian-bo,XU Bo.Application of moving guide frame method for high precision pile-sinking in offshore bridge engineering[J].China Harbour Engineering,2015，35(6)：46-50.

Selection of guiding frames for driven piles

ZHANG Yu-lin,YU Yang*,SUN Qi,YANG Jin-long
（CCCC Second Harbour Engineering Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430040,China）

The article,combining experiences in driven piles from lots of quay and bridge project,has done a deep and systematic research on the guide frame for driven piles,proposing the device that could be applied to different construction conditions,and providing a detailed analysis of the structural characteristics and applicability,and simultaneously supplemented by application examples and finally forming both the contrast and summary.It may provide a reference to the design of guide frames for driven piles.In addition,it can improve the accuracy and efficiency of pile driving and guarantee the progress and quality.

driven pile;guide frame;structure selection;hydraulically mobile type;semi-stationary type

U445.551

B

2095-7874（2016）08-0069-03

10.7640/zggwjs201608016

2016-04-02

張育林（1972— ），男，湖北武漢市人，工程師，工程管理專業(yè)，從事工程管理工作。*通訊作者：于洋，E-mail：26975055@qq.com