拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)在市政工程基坑支護(hù)中的應(yīng)用

高永

（中國土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038）

1 引言

近年來，隨著市政道路建設(shè)數(shù)量的不斷增長，出現(xiàn)了很多先進(jìn)的施工工藝，拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)就是其中的一種先進(jìn)工藝【1】。由于市政道路在施工中，其沿線經(jīng)常需要經(jīng)過房屋、各種管線、既有道路等，為了不對沿線周邊建筑造成影響、不中斷交通、不對地下管線造成損害，做好市政工程基坑的支護(hù)工作至關(guān)重要。本文結(jié)合工程實(shí)例對鋼板樁基坑支護(hù)技術(shù)的原理及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析與探究。

2 項(xiàng)目概況

本工程為國外某市政道路工程項(xiàng)目，該工程途經(jīng)鬧市區(qū)，是當(dāng)?shù)厥姓攸c(diǎn)項(xiàng)目之一，深受大眾的關(guān)注。由于該道路全線需要改移排水管涵1 座，橫穿市區(qū)主要干道，最終通往某海域，箱涵埋深為5～6m，因而必須進(jìn)行深基坑施工作業(yè)。而這種深度的基坑作業(yè)，箱涵底所在地為沖積砂層的軟土地基，含水量大且大部分為承壓水，工程臨海，地下水位極為豐富，施工難度相對比較大，加上該道路所經(jīng)沿線交通流量大、途經(jīng)市區(qū)重要建筑，因此在設(shè)計(jì)該道路基坑時(shí)，支護(hù)和止水是其中必須考慮的重點(diǎn)問題。經(jīng)過相關(guān)工作人員的研究和探討，本市政工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)，并且為了不中斷交通，該工程將分為2 個(gè)施工段進(jìn)行，先完成半幅道路，通車之后再繼續(xù)另半幅工程。

2.1 水文

工程瀕臨某海，箱涵尾部直通該海域，經(jīng)過實(shí)地勘探以及查閱當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料得知，地下水位較高，約在地表下1m 以內(nèi)，進(jìn)一步加劇了基坑開挖支護(hù)難度。

2.2 地質(zhì)

本工程道路所經(jīng)路線大多為粉質(zhì)黏土和粉砂，由于這些軟土質(zhì)需要該市政工程進(jìn)行既有管線改移，需要開挖深度達(dá)5～6m 的基坑，該基坑底部所處土質(zhì)為沖積砂層，經(jīng)過勘探，本工程場地從上而下的土層依次為雜填土、種植土、粉質(zhì)黏土、粉砂、中砂。

3 支護(hù)方案選取分析

在正式施工之前，工程師需要實(shí)地進(jìn)行勘探，對該道路所經(jīng)路線的地質(zhì)、周邊環(huán)境等有充分的了解掌握。經(jīng)過勘探，可以發(fā)現(xiàn)由于本工程場地基坑開挖深度范圍內(nèi)的土層大部分都為粉質(zhì)黏土和粉砂，這些軟土含水量大，土質(zhì)柔軟，一旦處理不當(dāng)，很容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，不僅會影響到整個(gè)道路施工進(jìn)度，還會影響到周邊已有建筑物、地下管線等，甚至可能會出現(xiàn)人員傷亡事故【2】。因此，做好道路基坑支護(hù)工作系重中之重。本次工程結(jié)合其基坑需要開挖的深度以及管道地基處理方式，綜合考慮之下，決定采用12m 長的拉森鋼板樁加1 道內(nèi)支撐進(jìn)行基坑支護(hù)。

1）在正式施工之前，設(shè)計(jì)人員需要跟施工人員交接好設(shè)計(jì)方案，確保他們對其有充分了解掌握，嚴(yán)格按照施工圖紙，設(shè)置好基坑鋼板樁。并注意為了不影響后續(xù)支模澆筑工作，在設(shè)置過程中還必須給跌水井預(yù)留出足夠位置。

2）用于基坑支護(hù)的鋼板樁，一般都是同一尺寸規(guī)格，若其設(shè)置平面形狀是彎曲、不平整等情況，就會直接影響到后續(xù)鋼板樁的設(shè)置工作，因此，施設(shè)計(jì)人員在設(shè)置基坑護(hù)壁鋼板樁位置時(shí)，應(yīng)該盡可能設(shè)置得平直整齊，盡量不出現(xiàn)不規(guī)則的轉(zhuǎn)角。

3）腰梁安裝。具體可3 方面進(jìn)行探討：

第一，作為基坑護(hù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵傳力構(gòu)件，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)錨腰梁時(shí)，應(yīng)該考慮細(xì)致周全，如錨桿的水平傾角、錨固力，還有完成之后的裝拆方法等，都需要考慮進(jìn)去，以免后續(xù)施工中無法順利開展。

第二，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙位置設(shè)置好所有的鋼板樁，并對每個(gè)樁的偏差進(jìn)行測量，以便施工人員在進(jìn)行腰梁加工和安裝過程中，能夠把這些偏差考慮進(jìn)去，使得完成的腰梁更加合理、準(zhǔn)確，其受力能夠滿足其設(shè)計(jì)要求。

第三，本工程腰梁采用組裝方式進(jìn)行。

4）在道路基坑施工過程中，施工人員需要注意的是：無論是挖土、吊運(yùn)還是澆筑混凝土過程中，都不允許碰撞到支撐，也不允許隨意將其拆除，支撐上面也不準(zhǔn)進(jìn)行任何作業(yè)，以免影響到鋼板樁的支撐效果。

4 鋼板樁支護(hù)施工實(shí)施

4.1 鋼板樁支護(hù)方式

1）按照設(shè)計(jì)圖紙要求的位置，將所有的鋼板樁設(shè)置好。施工人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范要求施打鋼板樁，確保無傾斜、夠平整。這不僅關(guān)系到鋼板樁的支護(hù)效果，還會直接影響到基坑的止水。本工程采用的拉森鋼板樁支護(hù)方式如圖1 所示。

圖1 拉森鋼板樁圍護(hù)示意圖

2）拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)通常都選用6～12m 長的工字鋼，并使用高強(qiáng)度的螺栓或者鋼板焊接的方式進(jìn)行搭接，鋼板支撐、鋼管橫頂采用可調(diào)螺旋基座對頂鋼板樁，橫撐頂緊，并焊接牢固。如表1 所示為拉森鋼板樁技術(shù)參數(shù)。

表1 拉森鋼板樁技術(shù)參數(shù)表

3）本次工程鋼管支撐的設(shè)計(jì)間距為4m。

4）設(shè)計(jì)人員在設(shè)置支撐的層次以及標(biāo)高時(shí)，必須要考慮周全，以免影響到后續(xù)的裝管及澆筑等環(huán)節(jié)。

4.2 導(dǎo)軌架的安裝

施工人員在進(jìn)行鋼板樁施工過程中，不僅要確保樁設(shè)置位置的準(zhǔn)確、豎直，以及深度的精準(zhǔn)，而且要避免其在施打過程中出現(xiàn)彎曲變形等不良情況，這時(shí)可以借助導(dǎo)軌架的設(shè)置【2】。目前，一般都是采用單層雙面形式的導(dǎo)軌架，其是由導(dǎo)梁和圍檁樁等構(gòu)成的。在導(dǎo)軌架安裝過程中需要特別注意的是：（1）為了確保導(dǎo)軌架位置的精準(zhǔn)，施工人員可以使用經(jīng)緯儀和水平儀來進(jìn)行控制和調(diào)整；（2）導(dǎo)軌架的高度過高或過低均不行，以免影響到鋼板樁施打的高度與效率；（3）由于導(dǎo)軌架的設(shè)置位置和高度會直接關(guān)系到鋼板樁的施打效率和準(zhǔn)確性，當(dāng)導(dǎo)軌架一旦安裝好后，其高度和位置就不能出現(xiàn)任何變化；（4）施工人員應(yīng)盡可能確保導(dǎo)軌架位置的垂直，并不能碰撞到鋼板樁，以免造成鋼板樁位置的移動(dòng)。

4.3 鋼板樁的施打

1）在正式進(jìn)行鋼板樁施打作業(yè)之前，設(shè)計(jì)師必須實(shí)地進(jìn)行勘探，確保支護(hù)樁在施打中不會遇到阻礙物，從而影響到工程的順利開展。

2）正式施工之前，施工人員需要對所有的鋼板樁進(jìn)行認(rèn)真全面檢查，確保每根樁都符合規(guī)定要求，無銹蝕、無變形。

3）鋼板樁在施工過程中，難免會發(fā)生傾斜，因此，需要隨時(shí)監(jiān)測每根樁的施打情況，若出現(xiàn)傾斜嚴(yán)重時(shí)，需立即停止施打，將其拔起重新進(jìn)行施打【3】。

4）為了讓鋼板樁更容易被打入或拔出，每根樁在施打之前都應(yīng)該在其鎖扣內(nèi)涂上油脂。

5）施工人員在進(jìn)行鋼板樁施打過程中，應(yīng)該隨時(shí)根據(jù)施工情況來轉(zhuǎn)變施打順序，直至將鋼板樁敲入其設(shè)計(jì)好的標(biāo)高為止。鋼板樁施打的公差標(biāo)準(zhǔn)一般為：板樁軸線偏差為±10cm，樁頂標(biāo)高偏差為±10cm，板樁垂直度偏差為2%。

6）鋼板樁打入之后，需要對其進(jìn)行閉水性檢查，及時(shí)修補(bǔ)好漏水處。

4.4 鋼板樁的拔除

鋼板樁在基坑完成回填作業(yè)后，就可以將其拔出，用于下次工程。在正式拔樁之前，施工人員需要考慮好拔樁的順序、時(shí)間以及土孔的處理【4】，不然很容易在拔樁過程中出現(xiàn)地面沉降等不良情況，從而影響到地下管線、周邊建筑物等安全。本工程采用的是振動(dòng)錘拔樁法。

4.5 鋼板樁土孔的處理

施工人員需要及時(shí)處理好鋼板樁拔除之后留下的土孔，目前，一般可以采用灌水震實(shí)與夯實(shí)法。

4.6 基坑排水、降水

基坑開挖之后，施工人員需要做好相應(yīng)的排水措施，可以在其兩邊設(shè)置截水明溝，讓地表水不會流到基坑內(nèi)，影響到開挖工作。同時(shí)，坑內(nèi)也需要設(shè)置臨時(shí)排水溝，將坑內(nèi)積水導(dǎo)向集水坑，并用潛水泵抽出坑內(nèi)，匯入地面的排水溝。

4.7 基坑監(jiān)測

基坑的監(jiān)測也是本工程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，包括對支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、地下水位、樁內(nèi)力、支撐軸力等【5】。通常每天監(jiān)測1 次，若發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)，需適當(dāng)增加監(jiān)測頻率，并采取適當(dāng)措施給予調(diào)整。

5 結(jié)語

基坑支護(hù)是建筑工程施工的重要組成部分，工程中通過結(jié)合粉質(zhì)黏土和粉砂軟土質(zhì)，提出采用12m 長的拉森鋼板樁加1 道內(nèi)支撐進(jìn)行基坑支護(hù)。從工程應(yīng)用情況來看，拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)能較好地起到預(yù)期的支護(hù)效果。筆者認(rèn)為，拉森鋼板樁支護(hù)以其良好的優(yōu)勢可推廣到市政工程基坑支護(hù)中。