静压植桩机在地震灾害防治工程中的应用
2011年3月11日发生的东日本大地震，震级达到日本地震观测史上最高的里氏9.0级,并引发了浪高10m以上的大海啸，给太平洋沿岸的日本东北及关东地区造成了毁灭性 的打击，在造成重大人员伤亡和财产损失的同时，东北至关东地区大范围内区域内的基础设施也遭到了严重损毁。东日本大地震灾难发生后，许多在地震中遭到毁坏的重要基础设施工程急待修复或加固，例如海岸、河岸护堤工程等。
由日本株式会社技研制作所研发的无振动、无噪声的液压式压拔桩机---静压植桩机，在与地震灾害防治相关的特殊工程领域中发挥了其独特的功效和作用。
海岸护堤应急修复工程应用案例
工程概况 工程名称：折立海岸应急复旧工程；工程地点：日本宫城县石卷市；施工时间：2011年9至2012年1月。东日本大地震导致日本东北部沿海地区总长156km的防潮堤中有将近101km遭到损毁。面向大海的石卷市地区，地震在毁坏海岸护堤的同时，也造成严重的地面下沉，最大地表沉降量达80cm，导致满潮时海水从溃堤处倒灌，灾区道路及房屋大面积受淹。该工程的目的是对发生沉降、溃堤的折立海岸护堤进行应急修复，构筑止水墙防护结构。该工程采用了可以快速施工的钢板桩止水墙结构，共使用Ⅱw型钢板桩数量约700根，桩长5.0～10.5m。
地震中损毁的海岸堤防工程
施工难点 该工程施工存在以下几方面难点：1）在拟打设钢板桩的位置残存着旧护岸的大量回填石料，它们是原堤防工程结构的一部分，施工中无法避开。2）由于受到海洋潮汐涨落的影响，普通的打桩施工设备和工艺应用困难。3）施工区域周边尚有一些在地震中幸免于难的房屋，打桩施工所产生的振动可能会对房屋结构造成损害。
受损海堤钢板桩止水墙静压施工
工法选用 施工前经地质勘查，确认粒径200～1000mm的回填石料层深度约为7.0m。为应对在回填石料层中打桩施工的技术难题，并最大限度地避免施工机械振动可能对周边房屋造成的损害，确定选用基于技研静压植桩机技术的“克服坚硬地质工法”。该工法不但施工无振动、无噪声，而且由于应用了螺旋鉆掘和压入联动以减轻贯入抵抗力的“除芯理论”，使静压植桩机在坚硬地质条件下的适用范围得到了飞跃性的扩展。该工法十分适合于在海岸堤防工程回填石料层上进行应急抢险打桩施工。
受损海堤应急钢板桩止水墙示意图
效果评价 该工程施工是遵循环保性、安全性、快速性、经济性、文化性相互协调的建设5大原则的一个典范，“克服坚硬地质工法”的应用保障了在既有海岸堤防工程回填石料层上应急抢险打桩施工的快速、顺利进行，在迅速解决海水倒灌浸淹灾害问题的同时，也保证了周边近邻房屋结构的安全，将施工对临近地区居民日常生活的干扰降低了最小程度，得到了工程业主和周边住民的好评。
河川护岸应急修复工程应用案例
工程概况 工程名称：砂押川堤防应急修复工程；工程地点：日本宫城县多贺城市；施工时间：2011年8月至10月。东日本大地震发生时，距离震源较近的宫城县，有5条一级河流和30条中小河流受灾，279处河川堤防发生沉降或溃堤。砂押川是流经宫城县中部多贺城市的二级河流。由地震引起的大海啸导致海水倒灌，造成一部分河岸堤防决口，多贺城市市区几乎全部受灾。该工程目的是对受损的砂押川堤防工程结构进行应急抢修，构筑钢板桩止水墙，以恢复其堤防功能，工程共使用Ⅳ型钢板桩数量约900根，桩长10.0m。
地震中损毁的砂押川堤防工程
施工难点 该工程面临的难点如下：1）施工现场周边受灾的建筑物林立，因而对施工机械所产生的振动和噪声控制要求十分严格。2）为确保社会交通及紧急避难时道路畅通，工程施工不能过多占用周边空间。3）地表以下5m左右即为岩层，钢板桩快速施工面临实际困难。
工法选用 由于施工区域的特殊环境和地质条件限制，传统的钢板桩施工工艺和设备无法满足工程施工要求，因而确定选用基于技研静压植桩机技术的“克服坚硬地质工法”，以实现钢板桩的快速施工。应用该工法进行钢板桩施工无振动、无噪音，无需占用沿岸道路空间，可在堤防顶部受限制的施工带内快速、安全地进行施工。
砂押川河堤钢板桩止水墙静压施工
效果评价 采用“克服坚硬地质工法”进行河川堤防的止水墙工程施工，无需修建暂设工程即可在有限的狭隘地段内进行快速作业，施工无振动、无噪音，将工程施工对周边区域内居民的生活干扰、建筑物的损害、交通的影响减小到了最低程度，充分体现了技研静压植桩机技术对特殊工程施工环境和工况的良好适应性，施工速度、环境保护、工程造价等方面的综合工程及社会效益十分显著。
海岸护堤结构加固工程应用案例
工程概况 工程名称：丰桥市海岸护堤加固工程；工程地点：日本爱知县丰桥市；施工时间：2008年9月至2015年（计划）。作为海岸堤防工程抵御地震、海啸等灾害引发的高海潮的特殊防护对策，工程需在现有的堤防结构内打设双排钢板桩，并将其顶部以拉杆连接为一体，以对现有堤防结构进行强力加固。在遭受地震、海啸等灾害侵袭时，这种双排钢板桩加固结构可有效维持海岸堤防工程的基本防护功能，如在其顶端铺设覆工板还可作为紧急通道或用于海水倒灌时的应急排水作业平台。该工程的钢板桩施工总长度5km，共使用Ⅲw型钢板桩数量约为16000根，桩长17.5m。
海堤双排钢板桩加固结构示意图
施工难点 既有的海岸堤防结构构筑于软弱的堆积土之上，对打桩施工时所产生的振动十分敏感。施工在堤防结构顶部的通道上进行，作业空间较为狭窄，不便于使用大型桩工机械。
工法选用 鉴于该工程既有堤防结构的特殊性，确定选用基于技研静压植桩机技术的钢板桩压入工法。
海堤双排钢板桩加固结构静压施工现场
效果评价 为最大限度地降低大地震、大海啸及洪水等自然灾害的危害程度，对现有的海岸堤防结构等重点基础设施进行预防性加固十分重要。施工实践证明，在海岸堤防双排钢板桩加固结构施工过程中，静压植桩机压入工法体现出了其各方面独特的优越性。无振动的钢板桩压入施工工艺最大限度地保护了既有的堤防结构，轻便的施工设备在狭窄的堤岸上操作快捷、自如。在工程成本方面，静压植桩机钢板桩压入工法也极具竞争优势，其综合成本仅为砂井排水固结工法的50%及渗透注浆工法的20%左右。（通讯员 陈国主）
注：本文刊载于《市政技术》2012年第4期，第6、7页。