软土地区深基坑群HUW工法桩支护结构应用

邓伟

HUW施工技术是一种在各种施工环境中广泛应用的先进技术，它具有许多优点，包括安全便捷、节能环保和性价比高等特点。这项技术主要用于陆地和水上各类基坑支护工程。HUW又被称为型钢钢板连续墙，它在实际施工中面临不同的条件和挑战。其中，软土地区是施工中最具挑战性的地质环境之一。因此，对于在软土地区应用HUW施工技术的深入探究变得非常必要。软土地区的特点是地质较差，土壤结构松散，抗力较低。这意味着在软土地区施工时，需要采取特殊的措施来确保基坑的稳定性和施工的安全性。HUW施工技术在软土地区具有独特的优势，可以有效地应对这些挑战。

一、工程概况

某拟建地铁工程的地下一层为钢筋混凝土的箱型框架构造，通过对施工现场地质条件、车辆通行、现场环境等综合考量，主体工程决定采用顺序明挖法进行施工，附属工程采用HUM施工技术，并设置混凝土钢筋冠梁。HUM施工法采用相关材料的参数是：700×300×13×24的带止口的H型钢和U型板桩，水平支撑分别采用的是600×800砼支撑和型号为609×16钢支撑。

二、工程重难点分析

根据对现场施工条件的勘测，该工程的附属工程所要进行施工的地层有两层，从上而下分别是素填土和淤泥粉质黏土，而HUM施工的桩底处于淤泥粉质黏土层，施工位置的地质条件相对复杂，在具体施工中非常容易发生桩体倾斜和偏移等现象，这样将会对工程产生非常严重的安全隐患，严重影响工程质量。因此，在具体施工过程中，对HUW工法桩的控制将是本工程中最为重要的环节，也是最需要进行深入探究的重点。

解决方案：本工程采用对HUW工法桩的定位技术来解决上述施工难点及问题，尤其针对水平线和桩身90°的数值进行了严格的监测和控制。并在围护范围内借用专用的设备仪器开展精准的数值测量工作，确保复核结果与初测结果相吻合。安装定位架期间，需重点对所有的水平仪设备进行监测，将垂直及水平2个不同方向的数值误差调整在3mm以下。定位架在安装稳定后，将H型钢构件以吊装形式90度角嵌入。需要注意的是，使用HUW技术桩下沉操作期间，要在导向架上放一把水平尺，由此对钢板桩的角度予以测量，确保其为90°，遇偏差明显时以5m为一个节点进行角度的监测和调整。在钢板桩插入深度超过5m的情况下，要及时将其拔出，确保其以90°的平稳状态再次插入。

三、施工工艺

1.HUW工法桩工艺流程

作为软土区深基坑作业的一种支护方式，HUW工艺的操作顺序为：作业前的相关准备→施工区地面平整处理→放样测量→样槽开挖并形成→导向架安装→H及U型不同钢板的施打→导向架撤离→钢板高度调整→上述环节重复作业。

2.施工准备

（1）根据初始设计样稿，进行详细调研、勘察和资料掌握，了解软土施工区周边的土壤性质、地质环境、水文特色以及既有建筑物的实际情况。在施工前清除场地内存在的障碍物，并在硬化地面结束后，确保施工地面的平顺、耐用及整洁，可以采用1%的地面平整度作为合格作业标准，必要时使用钢板予进行填平。

（2）重点安排施工材料的储存与堆放。确保所用材料在进出阶段顺利可行，并定期对中大型的机械设备和工具等做定期保养和调试处理，保证其正常运作状态，最后将地埋做整平和夯实处理。

3.测量放样

测量工作人员要以初始设计图稿为基础依据，在实际的场区内标记出一定数量的桩位作为控制点，便于后续测量工作的顺利开展，且桩位的平面偏差值要控制在30mm之内，在各桩位之间的定位架上做红色标记，确保定位的精确度。测量坐标沿用施工区域所在的城市坐标或指定的专用坐标。对水准点的设立，要以稳定性作为基础依据，沿路两边分别设立。测量结果必须借助固定标桩的实际情况来记录。放样时，工作人员要先将设计图稿中的HUW围护体中心线作为基础沟槽中心线，同时在其周边设立一定量的标桩，便于对沟槽中心线的精确掌握。

放样操作期间，遇既有建筑物与地下管线相互交叉影响时，要及时与委托方进行沟通，不可擅自更改线路。最后对测量及计算结果予以二次复核，相关负责人也要同时在结果书上签字确认，杜绝出现的不良后果。

4.样槽开挖及导向架定位

开挖样槽的工作方法是按照施工人员事先打好的墨线标记，用切割机将道路沿线切割，然后用重锤将切割线范围内的混凝土路面全部捣碎，用挖掘机械对捣碎的混凝土进行清理，同时用挖掘机在切割线出抠槽，最后派工人对现场混凝土杂物进行清理，同时将样槽挖掘至低于路面位置的2～2.2m处，然后进行桩放样。

当对施工场地的路面施工完成后，还需要检测导向架设置处的地基是否符合施工要求，如不符合，可以采用铺设钢板等措施对地基进行找平作业，只有充分保证导向架设置处地基的平整和承受力，HUM工法桩的垂直度才能得到更好的保障。

导向架的施工是影响桩体垂直度以及HUM工法桩后续施工的关键因素，该工程中导向架是桁架结构，分为上下两层，总重量约为6000kg，高度为3m，它需要采用高吨位履带车或吊装车对其进行吊装作业。在具体吊装过程中，要先利用定位架上的水平标尺和液压式顶升柱来控制定位架的横纵向位置，将最终放置位置控制在小于3mm的误差范围内，它可以同时对6组H型钢进行放置施工。当定位架安装完毕后，利用履带式起吊机将H型钢吊装在定位架的内部，利用定位架将H型钢放置在指定位置，保证其水平垂直度，进而保证在U型钢板施工中能够沿着止口槽顺利对接，并保证整体围护结构的工程质量。HUW工法桩节点大如图1。

图1 HUW工法桩的节点大样展示

5.H型钢及U型钢板施打

导向架设置完成后，开始对H型钢进行吊装作业，将H型钢用75t履带吊装车吊起穿入导向架中，然后对水平垂直度均在施工要求范围内的H型钢进行入土作业：首先利用H型钢的自然重力让其逐步下沉；然后再用振动锤对其进行振动作业，在振动作业过程中，应保证振动的速度不能过快，当H型钢到达导向架制动高度位置后，就要停止振动作业；紧接着再对另一根H型钢进行相同作业，对每一根H型钢最好预留不同的高度，这样方便对U型板的施工。

当全部H型钢施工完成后，对U型钢板进行施工作业。U型钢板的大小、长短会受各种因素影响，在运输和加工过程中发生变化，因此在运抵施工现场时它的尺寸是不一致的，这时候需要对钢板桩的锁口间距进行精准测量，然后根据实际需要对U型钢板进行铁锤敲击。当U型钢板的两端顺利插入锁口以后，与H型钢一样，先利用自身重力让其下沉，然后再用振动锤对其进行振动，直至U型钢板下沉到要求位置。在H型钢和U型钢板振动下沉的过程中，要时刻关注定位架滑轮的变化，要始终确保动滑轮与H型钢接触，全程保持转动状态。

要将定位架上的H型钢和U型钢板组合在一起进行施工作业，定位架上的全部H型钢施工固定好后，将H型钢逐步振动入土至指定位置，这时保证H型钢桩顶距离定位架50cm左右的距离，这时候先将U型钢板左右两面的圆钢切割成斜角，并用涂满黄油的方法来减少摩擦力，然后再将剩余的U型钢板全部沿着止口槽插入到指定位置，这样就算完成了一组HUW工法桩施工，如图2所示。

图2 HUW工法桩施工示例

在HUW工法桩具体施工过程中，采用涂刷黄油的方法来密闭和封堵H型钢和U型钢板之间的缝隙，以此来保证密闭防水效果。密封防水效果主要考验的是对H型钢和U型钢板止口处的实施，因此在U型钢板插入H型钢的过程中要边插边涂刷黄油，同时在止口处的圆钢四周提前涂刷至少2mm厚的黄油。在对各个部位的HUW工法桩施工之前，事先对定位架上H型钢和U型钢板振动下沉速度进行测量，并对现场定位架的水平垂直度和H型钢、U型钢板的施工效果与施工设计进行比对分析，从而来科学合理地确定振动下沉速度，也为后续的HUW工法桩施工提供可靠的数据参考，以此来保证HUW工法桩的施工质量。对一个定位导向架施工结束后，将导向架上的型钢确定位置的装置彻底松开，利用履带吊装机械将其吊装至下一个施工现场，到达下一个施工现场后，开始对新一轮的HUW工法桩进行施工。确保将H型钢和U型钢板振动至指定标高位置。

在HUW工法桩支护结构的施工中，H型钢和U型钢板的施打是关键的环节。在软土地区施工时，需要注意材料应选择适合软土地区的H型钢和U型钢板材料，确保其强度和稳定性满足工程要求。施打过程中应控制施打的速度和力度，避免过快或过猛的施打造成土体的变形或松动。根据软土地区的情况，采用适当的施打方法和参数，确保钢板的牢固嵌入土壤中。

H型钢和U型钢板的施打顺序应按照设计要求和施工方案合理安排，确保施工的连续性和一致性，避免局部变形或不均匀的情况发生。

6.HUW工法桩拔除

（1）当基坑内的全部主体结构施工完毕后，将基坑内的土层回填至HUW工法桩的顶部，开始对HUW工法桩进行拔出操作，拔出作业要使用机械电动锤或液压锤，以及一定吨位的起吊机械。

（2）在具体拔桩作业时要注意以下事项：①当振动锤将HUW工法桩夹住后，要将HUW工法桩与振动锤用钢丝绳进行保险固定；②保险固定用的钢丝绳一定要具备相当的标号，并且要时常检修，当钢丝绳有断股现象时要及时更换；③起吊机械在拔出HUW工法桩前，先让振动锤振动10～30秒左右，确保桩体松动；④在起吊机起吊时，一定要保证匀速向上，切记速率不一发生安全隐患事故；⑤现场指挥施工人员一定要随时观察拔出情况，防止发生保险扣脱落等现象。

（3）具体对HUW工法桩的拔桩作业流程是：振动锤将桩体夹住→用保险钢丝绳进行保险固定→振动锤振动10～30秒→起重机进行起吊作业→当HUW工法桩底出土后，起重机将桩体整体平放到指定场地→解除保险扣和钢丝绳，完成拔出作业。

四、结语

综上所述，本文通过具体工程案例的研究，对HUW工法桩支护技术在复杂土层内的施工应用进行了深入探究。通过精准施工操作和相应的应对措施，确保了基坑工程的整体安全性和工程施工的质量。HUW工法桩支护技术在施工中展现出了多个突出优点。具有高效快速的施工效率，能够大幅缩短施工周期，提高工程进度。HUW工法桩的施工工艺经过工具化程度的提升，实现了施工操作的标准化和规范化，减少了人为因素对施工质量的影响。该技术还具备节能环保的特点，有效降低了能源消耗和对环境的影响。HUW工法桩支护技术在不同工程项目中的成功应用可复制性强，为类似工程提供了有力的参考和借鉴。