▍旋转压入工法

旋转压入工法是一种“基于反作用力”的压入工法。该工法采用桩端安装有切削钻齿的钢管桩，使钢管桩能够贯穿既有结构物或地中障碍物。由于无需进行既有结构物的拆除工作，因此采用这种工法可以降低施工成本和缩短施工工期。

除了压入原理自身拥有环保和安全优势以外，通过桩端特殊钻齿，仅仅切削障碍物部分来控制排土量，因此仅仅小范围内扰动地基。所以，可以构筑高精度的完成桩。

▍项目案例：折尾铁路立交改造更新项目

福冈县北九州市位于日本西部，曾经是日本最大的煤矿城市。在 19 世纪末至 20 世纪中叶，煤炭是日本的主要能源资源，直到被石油取代。1881 年，在折尾地区建成了两条专用的铁路，一条用于客运，另一条用于煤炭运输，由两家不同的铁路运营商运营。这两条铁路在折尾地区交汇，折尾车站由这两家铁路公司共用，因此成为了一个非常繁忙且不便的车站。此外，还建有一条短路线路和变电站，以增加运输能力。结果，社区被三条铁路和两个火车站交织在一起。这也导致了该地区九个平交道口附近交通拥堵严重。

为消除这种不便，计划了一个铁路改造项目，并于 2012 年开始建设。

该项目包括：

1. 现有 4.5 公里地面铁路的替换，采用高架和地下铁路（等级分离）方案。

2. 现有铁路的搬迁

3. 现有火车站整合为一个新站

4. 道路升级

5. 区域改造

6. 住宅开发

7. 项目总预算约为 3.1 亿美元‍

该项目在城市地区进行，铁路运营不得暂停。因此，施工工作面临诸多限制。例如，从大分站出发的鹿儿岛本线西行轨道原计划略微向西南方向偏移，以便为新高架铁路腾出空间。然而，现有铁路的一段位于被国道 199 和密集的住宅区环绕的狭窄走廊中，这些住宅区建在山坡上。

首先，需要在住宅山坡上沿现有铁路建设临时铁路，以便在现有轨道上方建设高架铁路。为了挖掘山坡，必须在陡峭的住宅山坡上垂直安装挡土墙。

由于可用于挡土墙的空间有限，因此选择了悬臂式嵌入式挡土墙，而不是重力式挡土墙。此外，由于日常列车运行，可用于挡土墙安装的工作空间极其狭窄。经过严格的评估，从众多嵌入式挡土墙安装方法中选定了连续钢桩墙和 GRB 系统（液压压入桩法，配备自走式“夹具起重机”和桩输送机“桩运行器”）。

为提供最大高度达 48.6 英尺（14.8 米）的悬臂式挡土墙，安装了直径为 39.4 英寸（1,000 毫米）的钢管桩，桩间距为 46.5 英寸（1,180 毫米）。共安装了 83 根桩，形成总长度为 314 英尺（97.7 米）的挡土墙。桩基工程采用压入法，从起始表面平坦处开始，一直延伸至填方之上。

使用压入法，包括运输、打桩和压入桩堆在内的所有步骤都在桩堆上完成。每个机械装置都独立站立，同时抓取已安装的桩。因此，不存在倾覆的风险，只要机器宽度有足够的空间，就可以进行施工。因此，这种“无足迹安装方法”可以在极其狭窄的工作空间内进行。这使得桩基工程可以在白天进行，同时正常列车运行继续。

在这个项目中，还需要将桩基安装到抗压强度高达 70MPa 的砂岩中。为了实现这一目标，采用了名为 Gyropress 方法的旋转打入法。

钢制桩基牢固地嵌入砂岩中，形成了一道稳固的悬臂式挡土墙，从而为新铁路创造了空间。同时，“无痕”压入法允许同时进行大量土方开挖工作，从而显著缩短了施工时间。

在挖掘工作完成后，相邻的管道桩通过焊接钢板连接在一起。最后，对挡土墙施加了表面涂层（碳纤维增强涂层）。

结论是，该项目通过采用压入法，以最低的施工成本和最短的时间完成了铁路改进工程。

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▍旋转压入工法的特长

• 实现了对坚硬地质和混凝土结构物的施工

  对于传统工法难以施工的坚硬地质，混凝土结构物等地下障碍物，也可以利用旋转压入工法实现压入施工。

• 实现了在狭窄地段，上空制约等苛刻施工条件下的省空间化施工（GRB系统）

  施工系统的小型化非常适合狭窄地段，上空制约等苛刻施工条件下的施工。而且，无需架设临时栈桥。

• 实现了保护环境的绿色环保施工

  利用桩端的特殊钻头对地基进行旋转掘削的施工方法，抑制了排土量，实现了绿色环保施工。

  同时，静压植桩机使用生物分解性油脂，即使发生漏油，也可以自然分解，不对生态环境产生任何影响。

• 通过采用大口径钢管桩等，实现了经济性结构物的选定

  使用附加了旋转与倾斜功能的旋入式静压植桩机，可以灵活的选择钢管桩的尺寸，排列方法，以及斜桩并用施工等，从而可以选定经济且最为合理的结构形式。

在各种各样的施工条件下，都可以达到保护环境的效果，并同时实现节省成本和缩短工期。

▍实现了无暂设施工的GRB系统

GRB系统是指桩的搬运，吊装，压入等一系列作业全部在完成桩上进行的施工技术。系统的构成为，静压植桩机，动力单元，桩用自走式吊车，将桩从作业基地搬运到作业范围附近的桩材搬运装置，这些系统机器以桩顶为作业轨道来完成一系列的压入工序。所有的机器设备利用抓住已经压入地面的桩材而获得高稳定性，没有倾倒的危险。另外，工程的影响范围被控制在桩上施工机器的宽度范围之内，所以即使是在水上，斜坡，不规则地面，狭窄地段，低空地段等施工条件下，也不需要暂设栈桥，或迂回道路，只进行原有目的的墙体构筑工程，从而实现了“无暂设工程施工”。