鋼板樁基坑支護在楊莊泵站施工中的應用

張雪梅 施永光

【摘要】隨著近年來我國水利事業(yè)的不斷發(fā)展，在水利工程的施工過程中，各種施工新技術得到了廣泛的應用。尤其是在泵閘工程的深基坑施工中，鋼板樁支護技術得到了廣泛的使用，這種新形式的支護技術在基坑止水和擋土的功能上都能發(fā)揮出非常好的效果，這樣也就使得施工的穩(wěn)定性和安全性得到了非常好的控制和保障。然而在水利工程基坑支護的過程中會受到諸多因素的影響，在施工的過程中，鋼板樁支護技術能夠很好的體現(xiàn)出其優(yōu)勢，而施工中也必須要對整個施工的過程予以有效的控制，只有這樣，才能更好的保證施工的效果。

【關鍵詞】泵站基坑；鋼板樁；支護措施；施工方案

前言

近年來，隨著城市化的快速發(fā)展和水利建設事業(yè)的推進，城市防洪、排澇等問題日益突出，排澇泵站能夠有效提高河網(wǎng)的排澇能力，降低平原河網(wǎng)區(qū)的洪澇水位，減輕災害損失。作為城市防汛體系的重要組成部分，排澇泵站的建設得到各級政府的大力支持。實踐表明，大部分排澇泵站的破壞或失事是由于地基缺陷或基礎設計不妥而造成的。因此在排澇泵站的設計和施工中，尤其要重視地基處理環(huán)節(jié)的設計和施工。根據(jù)泵站工程地質(zhì)條件、上部結構特點、施工條件、環(huán)境保護和運行要求等因素，要進行技術經(jīng)濟分析和對比，科學合理選擇滿足工程設計要求的地基處理方案，做好泵站基坑施工質(zhì)量控制。

1.工程概況

新沂市新戴河泵站更新改造工程排澇泵站之一的楊莊站位于沂河東岸的新沂市合溝鎮(zhèn)境內(nèi)，新建泵站安裝3臺800ZLBW-70一臺，單機流量為1.67 m3/s，總設計流量 為5.0m3/s，單機配套功率為180kw，總裝機容量為540kw。按照防洪標準20年一遇設計；出水擋洪涵洞防洪標準同沂河大堤為50年一遇。站身采用整底板基礎泵房，濕室型泵房，泵房內(nèi)地面高程為26.5m，開敞式進水池底板高程為20.95m。設計開挖深度為6.9m，邊坡寬度為13.5m，施工時因進水池左側(cè)為魚塘，此魚塘距離施工開挖線近且面積大，征遷賠償費用高，而且影響工程進度，為保證工程能按計劃進度實施確保工期。決定此處采用鋼板樁支護方案進行開挖施工。

2.泵站施工及支護方案的確定

2.1 支護方案的選擇

根據(jù)工程項目的基本情況以及該施工區(qū)域的地質(zhì)概況，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)土層的自穩(wěn)能力較差，并且通過實地考察發(fā)現(xiàn)，在該泵站的左側(cè)為魚塘，所以在實施基坑開挖的過程中，采取積極有效的防護措施保證施工安全是非常必要的，綜合考慮各種工程條件和實際情況，在該泵站基坑施工過程中，使用鋼板樁支護。鋼板樁規(guī)格選用國產(chǎn)拉森Ⅳ型鋼板樁，鋼板樁性能指標列于表1。

泵站支護樁設計樁長均為12m，樁頂高程2.0m，泵站北側(cè)2.0m高程以上至地面部分采用1：2放坡，靠近鋼板樁部位設2.0m寬的馬道，鋼板樁入土深度約為8.6m。為確?；邮┕て陂g水閘結構的整體穩(wěn)定，在1.50m高程處設一道直徑500mm的鋼管支撐，鋼管壁厚10mm，支撐鋼管中心間距3.0m，鋼管撐與鋼板樁之間采用鋼圍檁連接。由于該地區(qū)的地下水的水位比較高，具有充足的補給水源，因此在進行基坑開挖時設置兩排水泥土攪拌樁，以便于發(fā)揮良好的止水作用。

2.2 鋼板樁的施工方案

本次工程在實際的施工過程中，為了能夠在保證工程施工安全的基礎上，保證工程施工質(zhì)量，需要注意下列問題：

（1）為了保證鋼板樁的質(zhì)量，在將其運送至工地之后，需要對鋼板樁進行整理，以便于及時對其缺陷部位進行整修，并要將鎖口中的雜物予以清除，另一方面，為了保證鋼板樁能夠在施工過程中順利的進行插拔，還需要在已經(jīng)檢查合格的鋼板樁的鎖口處均勻的涂抹一層油脂。

（2）做好施工軸線控制點的放樣工作，為了保證施工質(zhì)量，在開展施工之前，需要嚴格的依據(jù)相關的施工設計要求，在保證導向架的堅固性與剛度要求之后，應用導向架來進行定位，施工過程中的圍檁樁不能在鋼板樁的打設過程中出現(xiàn)變形與下沉，并且在整個施工過程中，應該定期的開展檢查，以便于導向架的中心線與鋼板樁的軸線吻合，如發(fā)現(xiàn)存在偏離的情況，應該及時地進行移動調(diào)整。

（3）保證基坑護壁鋼板樁的平面布置形狀滿足相關要求，應該盡量的保證其邊線平直整齊，防止施工過程中出現(xiàn)不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，在標準鋼板樁及其支撐結構的設置過程中，要能夠保證其各個邊的尺寸值能夠滿足鋼板樁的模數(shù)，在實際的施工過程中，應該從某一個角開始，進行逐塊的插打施工，在任何一塊鋼板樁的插打過程中，中途不能停頓，不管是哪個環(huán)節(jié)的施工，都要嚴格按照相關的施工制度開展，以便于相關的鋼板樁能夠起到良好的防水作用。

（4）做好鋼板樁的拔出控制，在實施鋼板樁的拔出操作的過程中，首先要使用打拔樁機將鋼板樁的頭部振動1到2分鐘，由于這樣的振動力所產(chǎn)生的液化作用，能夠有效的減少土壤對于鋼板樁的摩阻力，之后再將鋼板樁慢慢的往上振拔，在此過程中，要對樁機的負荷予以嚴密的觀測，一旦發(fā)現(xiàn)存在樁拔不上來或者是拔樁困難的情況，應該立即停止拔樁，在將其往下施打少許之后，再將其往上拔。

3.攪拌樁施工

該工程地基施工過程中，在基坑的周邊設置兩排的攪拌樁，其樁徑設置為500毫米，并將樁間距設置為350毫米，樁端進入到粉質(zhì)粘土中的深度值為1米，每米中噴入60千克的水泥，并應用32.5R的水泥作為加固劑，在攪拌樁的施工過程中，其施工工藝流程主要表現(xiàn)為：樁機就位-噴漿攪拌下沉-噴漿攪拌上升-重復下沉-上升至孔口-攪拌機關閉并移位，在實際的施工過程中，為了能夠有效的保證工程施工質(zhì)量，整個施工過程應該嚴格依據(jù)相關的施工規(guī)范及施工設計的要求開展，并要注意下列施工注意事項：在開展施工之前，應該保證施工場地平整，防止在施工過程中出現(xiàn)移動與傾斜，并要注意保證鉆桿與機架的垂直度滿足相關要求；施工過程中應用到的已經(jīng)準備好的水泥漿，不能存在離析現(xiàn)象，并且其停置時間不能大于2h，倒入到集料中的漿液應該加篩過濾，防止出現(xiàn)殘渣堵管或者是損壞現(xiàn)象，為了便于輸漿，要能夠保持漿液管的濕潤；在開展施工的過程中，應該盡可能的避免硬接駁，如果已經(jīng)出現(xiàn)了硬接駁，應該立即采取相關的補救措施，另一方面，在開展攪拌樁施工的過程中，還應該注意保證前臺操作機與后臺供漿之間的密切配合，各個操作機之間必須具有明確的互相聯(lián)絡信號，并要保證前臺操作機的提升速度、提升次數(shù)、下沉速度、下沉次數(shù)能夠滿足相關的施工工藝規(guī)范，后臺操作機必須要保證連續(xù)供漿，若需要停止供漿，必須要立即通知前臺，防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

4.施工監(jiān)測

在實際的泵站基坑施工過程中，深基坑工程是圍護結構與土體相互作用的動態(tài)變化的復雜系統(tǒng)，為了保證泵站基坑坑內(nèi)施工安全、周圍環(huán)境安全及地下管網(wǎng)的安全，在開展施工的過程中，必須要嚴格的依據(jù)相關部門及國家的施工規(guī)范與試驗標準開展施工，這就需要對泵站基坑周圍環(huán)境、周邊建筑物及基坑圍護結構實施嚴密的監(jiān)控，這樣做能夠及時地為施工決策提供有效信息，對于減少泵站基坑的施工安全隱患具有非常重要的意義。在實際的泵站基坑施工監(jiān)測過程中，主要是對地下水位、鋼支撐的軸力、位移等項目開展監(jiān)測，其中基坑支護平面示意圖如圖1所示。

依據(jù)所埋設的測斜管來對土體的深層位移實施監(jiān)測，這有利于全面地掌握支護結構的變形及周圍的土體變化情況，通過對監(jiān)測結果進行分析發(fā)現(xiàn)，隨著基坑深度的增大，各個測點的位移逐漸變小，并且其變化趨勢具有線性特點，在每個測點的土體位移的變化曲線上存在一個反彎點，并且在反彎點下面的位移表現(xiàn)為逐漸減小的趨勢，在反彎點上面的位移表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，這主要是由于鋼支撐的約束作用所導致的。對樁頂位移監(jiān)測結果進行分析發(fā)現(xiàn)，隨著基坑施工的不斷開展，各個測點的位移不斷的增加，并且其變化趨勢具有線性特點，實踐表明，深基坑坑壁中央范圍的土壓力與位移都大于兩坑壁一定范圍中的土壓力與位移值，這主要是由于深基坑兩端壁處存在著顯著的空間效應，對于其相鄰區(qū)域中的土壓力與位移的發(fā)展存在一定的抑制作用。對鋼支撐軸力的監(jiān)測結果進行分析發(fā)現(xiàn)，隨著基坑開挖深度的不斷增大，支撐軸力都表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，這主要是由于在將坑中的土體進行挖除之后，支護樁體會向坑中移動，這會直接導致側(cè)壓力值的增加，但是其軸力的變化沒有超出預警值，在進行下層土體的開挖過程中，能夠看到其支撐軸力具有明顯的提升現(xiàn)象，并且各道的支撐軸力會進行適當?shù)恼{(diào)整。

5.施工組織管理措施

為確保鋼板樁圍堰施工的安全、質(zhì)量和工期，在施工組織管理上制定如下措施

（1）根據(jù)該工程特點，設立組織管理機構，建立、健全與工程特點相適應的管理運行機制，使其與工程施工的需要相適應。

（2）以目標進度為依據(jù)，科學制訂計劃，及時對機械勞務進行調(diào)整，確保整體方案的實現(xiàn)，提高機械和人員的作業(yè)效率，保證工程進度。

（3）安排具有類似工程施工管理經(jīng)驗的技術和管理人員組成高效率的施工班組，全面負責工程的施工、勞務和機械的調(diào)度。

（4）成立專門的安全領導小組，負責施工安全，加強安全教育、強化安全意識，制訂各項規(guī)章制度，確保施工作業(yè)有章可循。

6.泵站基坑應用鋼板樁支護的施工注意事項

對鋼板樁、攪拌樁及鋼支撐結構的施工安全與施工質(zhì)量嚴格控制，并要控制好施工過程中的土方開挖速度，以便于保證施工順利進行；強化基坑工程的信息化施工，將信息化管理手段應用于基坑施工管理中，信息化管理對于施工過程中各方面信息的采集、分析、判斷、決策具有非常重要的輔助作用，對工程施工管理的科學化、規(guī)范化、正規(guī)化具有重要意義。

7.結束語

鋼板樁支護施工方案具有工期短、操作簡單、占地空間小等優(yōu)點，較適用于地下水位高、土質(zhì)為軟基的地基施工，與其他施工形式相比，鋼板樁施工具有速度快、一次性投入費用低、安全性較高等優(yōu)勢，通過實踐證明，鋼板樁支護施工在泵站工程的基坑施工中作用顯著，達到了預期效果，表明了在泵站基坑施工中采用鋼板樁支護方案是切實可行的。

參考文獻：

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