环保静音振动技术 - 革新上海市中心立交桥基础施工方法

上海将建设北环通道，扩大自己的城市高架路网。北横通道穿越密集城市化区域，要求施工方采用对环境冲击（比如：撞击噪音、振动、膨润土处理，施工速度等）最小的地基施工方式。客户一直在寻找能够解决这些问题的新施工方法，最终在网络上找到了行业领先的ICE公司的免共振液压高频振动锤。
 
经过多次技术沟通之后，ICE销售团队和上海城投决定做一个联合试验计划，来评估很长的不锈钢管桩用于高架路地基施工的可行性。客户设计的项目会测试振动锤在施工时对周边环境的振动影响、噪音水平并证明振动锤可以将如此长的桩施工到设计深度。ICE对该测试非常感兴趣，因为我们有了一个为3种供租赁的振动锤做测试的机会，了解其施工极限，获得奠定ICE行业技术领先地位的代表性数据。
 
工程师设计了63米长的护筒桩。它的直径为600毫米，由2根15米以及一根33米的桩组成。管桩壁厚为14毫米。桩的顶部使用了环形的钢板进行焊接加强，以避免施工时振动锤强大的激振力将桩头的钢板撕裂造成桩的损坏，影响桩的焊接以及完整性。每一个连接高架路匝道的基础桩由6个护筒桩组成。
 
首先使用安装有两个81TC夹具的20RF免共振液压振动锤组进行测试。20RF是ICE家庭中自重比较轻的锤，它工作时对周边环境没有干扰。它的典型用途是打和拔钢板桩以及SMW工法中的H型钢板桩。该测试中它将证明免共振的原理和应用以及使用振动监测仪测量振动量。在最初的方案中，20RF是用来施工第一节15米的桩。但是由于该锤在30米时依旧有良好的工作压力以及振幅，于是决定施工63米的桩。在施工到38米时，20RF振动锤因自重比较轻，达到了它的工作极限。我们换用ICE的明星产品815C振动锤继续打桩。815C同样配置了2个81TC夹具。根据我们的计算，在打到60米的硬质粘土层时，815C因自重较轻，将会遇到非常大的挑战，打桩会非常的缓慢，增加配重可以轻松更好的施工。在意料之中，当到达60米非常硬质的粘土层时（N值为47），815C的工作压力仅为240bar，远小于它的最大压力350bar。这时，附近等待拆迁的居民，因各种矛盾，抓住机会，找到施工方，抗议815C普通频率振动锤对他们房子的振动，阻挠施工。为了不激化矛盾，客户停止了测试。经过商议，采用具有更大激振力的 1412C继续施工，加快打桩的速度，减小正常振动频率对抗议居民的影响。1412C使用200TC的双夹具，可施工桩的最小直径为700毫米，故200TC双夹具不能使用在该项目上。我们决定在筒桩上焊接一块600高的钢板，使用我们的320TU单夹具夹住该钢板来进行施工。待1412C打剩余的3米桩时，附近居民又出来阻挠。客户决定暂时放弃该项目，此时还有5根33米的桩需要打入。
 
与客户协商，我们选择了远离住宅的地方继续测试，以取得足够的数据供客户做评估。这次直接使用1412C进行施工。桩长仍为63米，由30米和33米2根桩组成，每根桩在25分钟内被打入地下。
 
此次测试有20多名来自不同单位的专家参与：现场施工经理、管桩供应商、焊接方、设计院和研发部以及ICE的租赁团队。测试取得了结论性的结果：
• RF振动锤证明了它的价值—在接近居民区建筑物施工时，感觉不到任何振动，居民并没有反对。直到常规频率的振动锤工作时，居民才提出抗议，迫使项目停止。
• 使用振动方法打到设计深度的桩在1个月后根据设计规范测试分析桩的承载力
• 600毫米直径管桩的打桩分析使团队深信ICE有能力施工更大尺寸的桩。未来的设计将选择更大尺寸的管柱，更好地利用现有设备。这样，较少的管桩就可以达到同样的承载力。
• ICE免共振打桩法是一个对环境影响极低的方法，是市中心建设项目中被批准并获推崇的方法。