静压植入工法案例
郑州首次应用静压植入工法
康宁街智能停车库项目
近年来，随着我国汽车行业和城市化进程的高速发展，城市私家车的激增，因此引发的停车困难，停车位匮乏等问题成为了重要难题，而立体车库的发展和对解决停车难这个问题上的作用引起了社会的广泛关注。行业专家认为，在土地资源有限的前提下，发展平面车位会越来越艰难，所以建设和使用立体车库是未来解决停车困难的一种主流趋势。
我国公安部交管局统计，截至2019年6月，全国机动车保有量达3.4亿辆，其中汽车2.5亿辆;占机动车总量的74.58%;其中，私家车保有量达1.98亿辆;2019年上半年汽车新注册登记为1242万辆。同理，在其他一些省市的经济发达地区，停车位严重不足问题依然存在，甚至达到“有车开，无位停”的窘境，停车难已经逐渐演变为全球性问题。创新改进型沉井式地下停车库的优势，如:占地面积小、汽车泊位多、施工过程不繁琐、创新配套设施多，甚至可以与车联网技术相结合，已成为解决问题的有效途径。
与传统的自行式车库相比，机械立体车库不但可以节省空间，还具有使用方便、操作简单、可靠、安全，存取车快捷等优点;减少了因停车而引起的冲突;增加了汽车的防盗性和防护性，并有利于改善市容环境。立体停车方式在欧洲和美国已经有近60年的历史，在美国已是260亿美元的大产业，在日本、韩国和台湾也有40多年的历史。所以立体车库虽然在国内才刚刚兴起，其实已经发展的很成熟了。
立体车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。
首先，立体车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80%-90%，如果采用地上多层(21层)立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。
立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。
在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。
智能车库以高效利用极有限的土地资源，最大化扩大车位量，并保证安全，便捷的存取车为切入点，将传统的地面或地下单层车库改装为地下多层立体存车库。车位采取立体环行布置，极大的利用有限的面积，实现最大的存取容量。
根据郑东新区规划，在康宁街与康平路交叉口公共绿地拟建地下智能停车库一座。项目总建筑面积2010.56㎡（其中地上109.45㎡、地下1901.11㎡）。地下停车库平面尺寸长29.7m宽18.7m，地下四层钢筋混凝土结构，基坑平均开挖深度在-11.6m，电梯井局部开挖约-13.6m。地上一层，地下四层，共设停车位62个。
本项目建成后，通过计算机的图像处理和自动识别，对车辆进出停车场的收费、保安、车位引导等进行全方位管理。
车库管理系统采用非接触式智能IC卡作为车辆出入停车场的凭证，以先进的图像对比功能实时监控出入场车辆，以超大的LED显示屏引导车主寻找其所分配的车库车位，以稳定的通讯和强大的数据库管理每一辆车及车位信息，以先进的电子地图实时监控现场车辆停放的动态信息，完全解决了现有停车场存在的安全隐患问题。
智能立体停车库是集自动化技术、机器人技术、计算机技术为一体的智能化、立体化的物流储运系统，能够自动而可靠地完成车辆的存取以及相关信息的管理。
康宁街智能停车库效果图
根据钻探、静力触探，结合室内土工试验分析结果，场地50.0m深度内地层按其成因类型、岩性及工程地质特性划分为9个工程地质单元层，现自上而下分述如下:
第①层（Q4ml）：杂填土，褐黄色，稍湿，稍密，以粉土为主，夹有少量碎砖块、生活垃圾等杂物。
第②层（Q4al）：粉土，褐黄色、黄褐色，稍湿，稍密-中密，土质较纯，颗粒较粗，有砂感，局部夹有粉细砂薄层。
第③层（Q4al）：粉土，灰褐色、灰色，稍湿-湿，稍密，含少量锈黄色斑点，局部夹有粉质粘土薄层。
第④层（Q4al）粉土，灰色，灰褐色、青灰色，湿，稍密-中密，含少量锈黄色斑点，偶见蜗牛壳碎片，夹有粉砂及粉质粘土薄层。
第⑤层（Q4al）粉土：灰褐色，湿，稍密-中密，稍具粘性，局部夹有粉质粘土薄层，含有少量蜗牛壳碎片。
第⑥层（Q4al）粉质粘土：灰褐色，可塑，切面稍有光泽，含有少量蜗牛壳碎片，底部夹有粉土和粉砂薄层。
第⑦层（Q4al）细砂：灰褐色，饱和，密实，矿物成分以长石、石英为主，含有云母等暗色矿物，局部夹有粉土薄层。
第⑧层（Q3al+pl）粉质粘土：褐黄色，硬塑，含少量锈黄色斑块及铁锰质斑点，含少量钙质结核，直径0.2-2cm。
第⑨层（Q3al+pl）粉土：褐黄色，湿，密实，局部夹有粉质粘土薄层，含锈黄色斑块及铁锰质斑点，含较多小钙质结核，直径0.1-2cm。
本次勘察期间,拟建场以自然地面高程平均约为89.72m，初见水位埋深7.5-7.8m，水位标高81.87-82.34m，稳定水位埋深11.0-11.2m，水位高程78.51-78.74m。场地地下水类型为潜水，其补给来源主要为大气降水，主要消耗于蒸发及径流排泄,水位年变化幅度2-3m左右，近3-5年最高水位埋深3.0m左右，历史最高水位埋深1.0m左右，抗浮设防水位埋深1.0m，抗浮水位高程按88.7m考虑。
4
本工程位于市中心位置，西侧距商业房地下室约3m，南侧距人行道约7m，北侧距住宅楼房地下室约25m。为地下结构平面尺寸29.7m×18.7m，深11.6m，电梯井局部深13.6m，基坑采用拉森钢板桩加内支撑支护形式进行围护，钢板桩采用18m拉森Ⅳ钢板桩（SP-Ⅳ），钢板桩截面尺寸（400mm（宽度）×170mm（高度）×15.5mm（厚度），重量为76.1kg/m）。
现场施工平面图
本项目基坑分两次开挖，第一次开挖深度2.5m垂直开挖，坑壁采用喷锚支护。第一次开挖完成后进行钢板桩施工，钢板桩施工完成在进行第二次土方开挖。
内支撑围檩采用40b工字钢，第一道设置标高-3m处采用双拼40b工字钢加劲板，第二道设置标高-6.3m处采用双拼40b工字钢加劲板，第三道设置标高-9.6m处采用三拼40b工字钢加劲板，共计3道围檩设置。
详见井位钢板桩支护意图。
第一道基坑支撑平面布置图
第二道基坑支撑平面布置图
第三道基坑支撑平面布置图
基坑支撑剖面图
（1）钢板桩
钢板桩采用拉森SP-IV型高强度钢板桩，单根钢板桩长度为15/18m，宽度为400mm。截面参数及机械性能分别如下表。
（2）施工机械设备的选择
本项目使用两台打桩机设备，钢板桩插打设备采用日本GIKEN最新一代F系列型静压植桩机，该设备插打钢板桩采用压入的方式，所以不会使周围的环境发生地表下沉和附近建筑物出现裂缝之类物理性损害。压入桩能够正确自如控制打入的高度，且即使是要求有曲线、角度、封闭等复杂形状的施工也能构筑高品质的壁体。已系统化的机械装置拥有各种自走机能，能进行高效合理的施工，从而能大幅度缩短施工期。同时在遇到地质较硬或存在障碍物时，该设备可以配备螺旋钻装置，利用独自的除芯理论将桩压入。螺旋钻装置作为最小限度的压入辅助设备，具有排土量少，不破坏周围地基，并可迅速完成具有强大支持力完成桩的特点。
工艺原理图
日本GIKEN F型植桩机施工时，初期由于没有完成的桩可供利用，先对反力基座进行压重来提供前1至4根桩的压入力，之后撤走压重装置，压入机自骑在已施工钢板桩上，靠自行行走来完成全部钢板桩的压入。
GIKEN F型植桩机施工时，针对不同区域可能出现的地质情况，压入机可以配备不同的辅助装置来保证钢板桩的顺利压入。
① 单独压入
一般的粘土、粉土、粉砂层，压入机可以利用已施工桩的抗拔反力通过液压动力自行将桩压入到位。
② 水刀并用压入
硬塑粘土、中粗砂层，压入机配备水刀装置，将高压水喷入桩尾部的地基，使土粒子间的间隙水压一瞬间变高而使土体液化、更容易移动，同时高压往上的射流水可以润滑钢板桩的表面，防止进入接口槽的土石变紧，在不损伤桩材的情况下，用较小的压入力高效率的进行压入作用。
③ 坚硬地质压入
卵石层、岩层等坚硬地质。压入机配备与其一体化控制的螺旋钻系统装置，利用独有的除芯理论，首先将桩尾正下方的土层钻掘使其破坏、松散。在抑制压力球根的同时，将螺旋钻拔出，以填埋其拔出间隙的方式将桩压入土层。此法可以将钻掘范围降低到最低限度，并减小排土层，在降低土体抵抗力的同时又达到保护环境的效果。
（3）新型静压植桩机施工特点
①施工进度快
静压植桩机靠大功率液压压力，将拉森桩压入地下，设备小巧，进出场成本低，现场可同时使用2台静压植桩机施工，快速完成工作井的围护结构施工。
②占地面积小
静压植桩机由动力头和供力设备两部分组成，设备小巧，吊桩喂桩的吊车位于场地内任意位置，不影响围挡以外的区域。
③环保性突出
在钢板桩压入过程中不会产生污泥，静压植桩机靠静压力植入钢板桩，没有强烈噪音和振动，不影响附近的地下管线，能较好的满足郑州市提出的文明施工要求和规定。
④安全性能好
静压植桩机是嵌住已经完成压入的钢板桩，所以不会发生像其他大型机械倾倒的现象，静压植桩机施工作业靠液压力转化为动力，能较好的避免机械伤害，高空坠落，等常见的危害，拉森桩靠吊车起吊，吊车也配置了起重指挥人员，起重作业也有保障。
⑤经济性强
在压入过程中不容易损伤桩材，可以提高钢板桩的重复使用次数，具有高度的经济性。本工艺与灌注桩施工费用相差不大，快速施工节省了建设时间，缩短了钢板桩租赁时间，从全局上看，也让本项工程提早竣工创造了条件。
开挖效果

本项目是郑州市第一个使用静压植入工法施工钢板桩的案例，也是郑州首次把静压植入工法用于智能地下车库系统的基坑支护施工。该工法无振动，低噪音，工作面要求小，可以多台同时在狭小工作面施工；且比传统灌注桩施工效率高，降低综合成本低，加快建设速度，拉森钢板桩可回收重复使用，更加环保。为以后更多城市在智能地下车库建设的工法选择上提供了多一种选择。
（TRD工法应用）
