鋼板樁支護(hù)技術(shù)在管線段施工中的應(yīng)用

于厚文（遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003）

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鋼板樁支護(hù)技術(shù)在管線段施工中的應(yīng)用

于厚文
（遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003）

［摘 要］在大型輸水工程建設(shè)中，鋪設(shè)大直徑輸水管道時(shí)，需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行溝槽開(kāi)挖。然而，在居民區(qū)附近的管線段施工建設(shè)因征地等問(wèn)題無(wú)法按設(shè)計(jì)坡比放坡，對(duì)溝槽開(kāi)挖安全、管道安裝質(zhì)量和工程建設(shè)進(jìn)度造成一定影響。文中以遼寧省重點(diǎn)水利工程管道安裝鋼板樁支護(hù)施工為例，提出了特殊管線段應(yīng)用鋼板樁支護(hù)技術(shù)，保證了工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

［關(guān)鍵詞］輸水工程；管道安裝；鋼板樁支護(hù)

1　方案選擇

遼寧省重點(diǎn)水利工程輸水管道采用同槽4× DN3200PCCP管道，在管道安裝至樁號(hào)GC65+ 070～GC65+130管線段時(shí)，按設(shè)計(jì)文件要求坡比的開(kāi)口線在居民房圍墻內(nèi)。該段溝槽開(kāi)挖頂部寬度為35.35 m，底部寬度為22.3 m，坡比為1∶1.25，征地寬度為64.35 m。由于與居民協(xié)商困難，工期緊張，現(xiàn)場(chǎng)條件無(wú)法滿足按設(shè)計(jì)要求放坡施工，為保證溝槽安全可靠，減少對(duì)居民房及圍墻的破壞，需對(duì)圍墻側(cè)邊坡進(jìn)行支護(hù)。經(jīng)過(guò)地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、高壓旋噴樁、鋼板樁等支護(hù)型式的分析，結(jié)合工程實(shí)際，采用鋼板樁作為基坑側(cè)壁的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以做到快速支護(hù)、快速拆除，滿足管道安裝工期緊迫的特點(diǎn)。

2　鋼板樁的選用及檢驗(yàn)

2.1鋼板樁的選用

鋼板材料采用熱軋平面鋼板，長(zhǎng)×寬為6 m× 1.5 m，厚15 mm。鋼管材料采用單根鋼樁總長(zhǎng)12 m，使用φ159 mm無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)6 m，壁厚8 mm。

2.2鋼板樁的檢驗(yàn)

鋼板樁垂直度允許偏差為1/150；沿基坑軸線方向墻面左右允許偏差為300 mm；鋼板樁樁底標(biāo)高允許偏差為500 mm。外觀檢驗(yàn)包括表面缺陷、長(zhǎng)度、寬度、厚度、端頭矩形比、平直度等內(nèi)容。檢查中要注意：

①對(duì)打入鋼板樁有影響的焊接件應(yīng)予以割除。

②有割孔、斷面缺損的應(yīng)予以補(bǔ)強(qiáng)。

③若鋼板樁有嚴(yán)重銹蝕，應(yīng)測(cè)量其實(shí)際斷面厚度，以便決定在計(jì)算中是否需要折減。施工前對(duì)全部鋼板樁進(jìn)行外觀檢查，對(duì)不符合要求的鋼板樁需進(jìn)行矯正。

3　基槽開(kāi)挖

因圍墻側(cè)無(wú)法放坡，另一側(cè)按設(shè)計(jì)要求放坡，先按底槽邊線開(kāi)挖至地下水位以上，采取降排水施工，將地下水位降至管線基底50 cm以下后開(kāi)始全斷面施工。開(kāi)挖時(shí)將開(kāi)挖土方分區(qū)堆放在開(kāi)挖線側(cè)的占地范圍線以內(nèi)（距占地線1 m左右），多余棄土運(yùn)至棄渣場(chǎng)，同時(shí)預(yù)留出履帶吊的行走位置和運(yùn)管道路位置。

4　鋼板樁施打

4.1施工技術(shù)要求

鋼板樁施工關(guān)系到施工支護(hù)和安全，是工程施工最關(guān)鍵的工序之一，在施工中要注意以下施工技術(shù)要求：

1）確定定樁位，按順序每隔1 m標(biāo)明鋼板樁的具體樁位，灑灰線或噴漆標(biāo)明。

2）鋼板樁施打前一定要熟悉地下管線、構(gòu)筑物的情況，認(rèn)真放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁中線。

3）打樁前，對(duì)鋼管、鋼板樁逐根檢查，剔除變形嚴(yán)重的鋼管、鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。

4）在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過(guò)2%，當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。

5）鋼板樁沉樁施工前先進(jìn)行試樁，試樁鋼管數(shù)量不小于10根。

6）鋼板樁放線施工時(shí)，樁頭就位必須正確、垂直。沉樁過(guò)程中，隨時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。沉樁容許偏差為平面位置縱向100 mm，橫向?yàn)?50～0 mm，斜度不超過(guò)2%。

7）基坑開(kāi)挖后鋼板樁須垂直平順，無(wú)嚴(yán)重扭曲、傾斜和劈裂現(xiàn)象。

8）沉樁施前必須平整、清除地下、地面及高空障礙物，需保留的地下管線應(yīng)挖露出來(lái)，加以保護(hù)。

9）基坑土方和結(jié)構(gòu)施工期間，應(yīng)對(duì)基坑圍巖和支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。

4.2施打方法

為保證鋼板樁打設(shè)精度，采用屏風(fēng)式打入法。先在標(biāo)明的樁點(diǎn)用振動(dòng)錘配合挖掘機(jī)，將6 m長(zhǎng)φ159無(wú)縫鋼管施打進(jìn)底槽，鋼管冒出基槽底部20cm，再在其上垂直焊接一節(jié)φ159無(wú)縫鋼管，然后斜支撐一根φ159無(wú)縫鋼管，并用一根小鋼管作為內(nèi)支撐構(gòu)件連接，每隔1 m如此施工。每施工6 m樁點(diǎn)后，用吊車將鋼板吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁，在打樁過(guò)程中，為保證垂直度，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在兩個(gè)方向加以控制。鋼板分幾次打入，打樁時(shí)，開(kāi)始時(shí)打設(shè)的第一、二塊鋼板的打入位置和方向要確保精度，每打入1 m測(cè)量一次，并用挖機(jī)配合人工清理鋼管間滑坡土，第一塊鋼板打至基坑底槽高程后再進(jìn)行后續(xù)鋼板插樁，打樁前注意清理上下鋼板間雜土，如此反復(fù)插樁至原地面高程。

4.3振動(dòng)沉樁

1）振動(dòng)錘振動(dòng)頻率須大于鋼樁的自振頻率。振樁前，振動(dòng)錘夾緊鋼樁上端，并使振動(dòng)錘與鋼樁重心在同一直線上。

2）振動(dòng)錘夾緊鋼樁吊起，使鋼樁垂直就位，待樁穩(wěn)定、位置正確并垂直后，再振動(dòng)下沉。鋼樁每下沉1～2 mm左右，停振檢測(cè)樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差，及時(shí)糾正。

3）振動(dòng)沉沒(méi)鋼板樁試樁數(shù)量不小于10根。

4）如沉樁中鋼樁下沉速度突然減小，應(yīng)停止沉樁，并將鋼樁向上拔起0.6～1.0 m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其它措施。

4.4靜力壓樁

1）壓樁機(jī)壓樁時(shí)，樁帽與樁身的中心線必須重合。

2）壓樁過(guò)程中隨時(shí)檢查樁身的垂直度，初壓過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)樁身位移、傾斜和壓入過(guò)程中樁身突然傾斜及設(shè)備達(dá)到額定壓力而持續(xù)20 min，仍不能下沉?xí)r，及時(shí)采取措施。

5　基坑監(jiān)測(cè)

管線工程建立的測(cè)量控制網(wǎng)及臨時(shí)設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)，構(gòu)成鋼板樁項(xiàng)目施工支護(hù)沉降觀測(cè)網(wǎng)，定期進(jìn)行變形沉降觀測(cè)。

5.1水平位移觀測(cè)

分別在基線點(diǎn)四個(gè)角上設(shè)站，用J2型經(jīng)緯儀觀測(cè)四邊網(wǎng)的水平角度（四邊形內(nèi)角），并與城市的大地控制網(wǎng)三角點(diǎn)聯(lián)測(cè)水平夾角，檢查基線點(diǎn)是否發(fā)生位移，在基線點(diǎn)正確無(wú)誤的情況下，同時(shí)在四角測(cè)端上分別以對(duì)應(yīng)的相鄰角點(diǎn)定向，并觀測(cè)定向基線上各預(yù)埋點(diǎn)的水平位移量初始讀數(shù)。

5.2沉降觀測(cè)

對(duì)基坑邊上的各點(diǎn)及周邊點(diǎn)建立的沉降觀測(cè)網(wǎng)的測(cè)量，方法為首先自遠(yuǎn)離基坑的城市水準(zhǔn)控制點(diǎn)開(kāi)始觀測(cè)，引測(cè)至基坑周圍后，按編定的各點(diǎn)觀測(cè)次序依次觀測(cè)，最后測(cè)至另一水準(zhǔn)控制點(diǎn)符合，觀測(cè)儀器采用S3型精密水準(zhǔn)儀。

6　經(jīng)驗(yàn)及建議

1）在施工前要周密布置，合理解決靜載區(qū)和動(dòng)載區(qū)施工問(wèn)題，由于采用鋼板樁支護(hù)，取消了原靜載區(qū)（運(yùn)輸通道、PCCP管材堆放、履帶吊），所有施工作業(yè)均在一側(cè)進(jìn)行。更要做好開(kāi)挖土倒運(yùn)、管材堆放、安裝設(shè)備布置問(wèn)題。

2）打樁過(guò)程中有時(shí)遇上大的塊石或其它不明障礙物，導(dǎo)致鋼板樁打入深度不夠，采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過(guò)障礙物。

3）鋼板樁雜填土地段擠進(jìn)過(guò)程中受到石塊等側(cè)向擠壓，作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，在發(fā)生偏斜位置，將鋼板樁往上拔l.0～2.0 m，再往下錘進(jìn)，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石被振碎或使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。

4）鋼板樁沿軸線傾斜度較大時(shí)，采用異形樁來(lái)糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁，異形樁可根據(jù)實(shí)際傾斜度進(jìn)行焊接加工；傾斜度較小時(shí)也可以用卷?yè)P(yáng)機(jī)或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。

5）在基礎(chǔ)較軟處，有時(shí)發(fā)生施工當(dāng)時(shí)將鄰樁帶入現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起。

7　結(jié)語(yǔ)

工程通過(guò)鋼板樁支護(hù)技術(shù)在工程建設(shè)中的成功應(yīng)用，合理、有效的解決了因征地困難所造成無(wú)法滿足按設(shè)計(jì)要求放坡的難題，保證了溝槽開(kāi)挖安全可靠、管道安裝按計(jì)劃完成。由此可見(jiàn)鋼板樁支護(hù)技術(shù)在特殊管線段的應(yīng)用值得推廣和發(fā)展。

［中圖分類號(hào)］TV54

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）02－0022－02

［收稿日期］#2015-06-30