拉森樁在臨汾市污水處理廠北區(qū)的應(yīng)用

張 菊 萍

(山西省第三建筑工程公司，山西 太原 030024)

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拉森樁在臨汾市污水處理廠北區(qū)的應(yīng)用

張 菊 萍

(山西省第三建筑工程公司，山西 太原 030024)

以臨汾市污水處理廠工程為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況和水文情況，對(duì)拉森樁的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)介紹了拉森樁的施工工藝及施打方法，總結(jié)了一些施工中的注意事項(xiàng)，對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)要點(diǎn)作了分析，為同類工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

拉森樁，污水處理廠，基坑，監(jiān)測(cè)

1 工程概況

臨汾市污水處理廠位于臨汾市堯都區(qū)堯廟鎮(zhèn)污水處理廠院內(nèi)北側(cè)，北區(qū)擬建建筑物包括：新建系列一生物池2座。緊鄰生物池有2座初沉池。新建系列一生物池為現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形水池結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)111.6 m，寬99.8 m，總高度為9 m，采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度為6 m，基礎(chǔ)形式采用樁筏基礎(chǔ)，抗浮設(shè)計(jì)水位為423.00 m,抗浮設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁。生物池自然地坪標(biāo)高為425.146 m，池底標(biāo)高為424.542 m；新建初沉池為現(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓形水池結(jié)構(gòu)，樁采用CFG樁。內(nèi)徑為30 m，壁厚350 mm，基底為圓錐形，池壁為圓柱形建筑，總高度為8.87 m，基礎(chǔ)埋深最深為4.45 m。初沉池自然地坪標(biāo)高為422.46 m，池底標(biāo)高為419.4 m。生物池基礎(chǔ)邊距初沉池基礎(chǔ)最短間距為4 m，因生物池開挖底標(biāo)高與初沉池自然地坪相差5.746 m，且在生物池開挖過程中，出現(xiàn)有砂層流失現(xiàn)象，開挖時(shí)因場(chǎng)地限制達(dá)不到放坡要求，為確保相鄰初沉池基礎(chǔ)土方不被掏空，保證工程質(zhì)量安全進(jìn)行，我公司采用拉森樁對(duì)生物池基坑?xùn)|側(cè)進(jìn)行支護(hù)。

2 現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況和水文情況

2.1 現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況

施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況從勘探資料顯示自上而下分為9層：①層為雜填土，該層層底埋深0.3 m～3.5 m，層厚約0.3 m～3.5 m；②層為細(xì)砂，該層層底埋深3.3 m～4.4 m，層厚約0.8 m～3.7 m；③層為粉質(zhì)粘土，該層層底埋深4.1 m～5.0 m，層厚約0.6 m～1.3 m；④層為細(xì)中砂，該層層底埋深5.8 m～8.2 m，層厚約0.9 m～3.6 m；⑤層為粉土，該層層底埋深9.2 m～11.8 m，層厚約2.1 m～5.5 m；⑥層為細(xì)砂，該層層底埋深11.5 m～14.3 m，層厚約1.2 m～3.8 m；⑦層為粉土，該層層底埋深12.9 m～16.3 m，層厚約0.6 m～2.0 m；⑧層為粗砂，該層層底埋深17.5 m～18.1 m，層厚約1.4 m～4.8 m；⑨層為粉土，層厚約2.5 m。

2.2 水文情況

水文情況從勘探資料顯示，豐水期實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深為0.24 m～0.77 m，穩(wěn)定水位標(biāo)高為421.77 m～422.06 m,場(chǎng)地地下水類型為孔隙潛水，潛水含水層主要為第二層細(xì)砂，主要由大氣降水補(bǔ)給，汾河橡膠壩蓄水后水面標(biāo)高為422.5 m，根據(jù)附近氣象水文等資料綜合考慮，場(chǎng)地最高承壓水位可按422.5 m設(shè)計(jì)。潛水水位變化受季節(jié)影響較大，水位變化幅度約0.5 m。地下水流向自東向西，向汾河方向排泄。

3 拉森樁設(shè)計(jì)

目前場(chǎng)地基坑已開挖至標(biāo)高422.46 m，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙基坑需開挖至419.4 m，故采用長(zhǎng)度為9 m的拉森樁，型號(hào)為L(zhǎng)WBV12B，打入生物池開挖底標(biāo)高以下5.5 m，在拉森樁內(nèi)側(cè)每間隔5 m打入350×350的H型鋼進(jìn)行支撐，冠梁、圍檁也采用350×350 H型鋼。拉森樁搭接大樣圖見圖1。

內(nèi)力計(jì)算方法采用增量法，計(jì)算軟件采用品茗安全計(jì)算軟件2010版和北京理正基坑支護(hù)計(jì)算軟件6.01版，基坑側(cè)壁重要性系數(shù)γ0取0.90，基坑坑壁高度3.0 m,鋼板樁外露0.5 m,嵌固深度5.5 m，├每延米板樁截面面積A=198.00 cm2，├每延米板樁壁慣性矩I=23 200.00 cm4，└每延米板樁抗彎模量W=1 600.00 cm3，放坡級(jí)數(shù)0級(jí)。

4 拉森樁施工工藝流程及施打順序

施工工藝流程為：測(cè)量放線→位置平整→打樁。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，拉森樁施工從北向南進(jìn)行施工。

5 拉森樁施打方法

拉森樁施打采用振動(dòng)打入法，需要一臺(tái)45 t打樁機(jī)械手，配液壓350振動(dòng)錘，樁錘的激振力不小于60 t。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用單獨(dú)打入法，這種方法由于單根打入，易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正，墻面系統(tǒng)平整度難以控制，施打時(shí)需要采用以下措施：

1)先由測(cè)量人員根據(jù)拉森樁布置圖定出拉森樁的邊線，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時(shí)利用導(dǎo)線控制拉森樁的墻面平整度。

2)吊起拉森樁，人工扶正就位。

3)在施打過程中通過專業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，采用目測(cè)的方法控制拉森樁兩個(gè)方向的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜過大時(shí)，應(yīng)該及時(shí)調(diào)正后再打。

4)開始打設(shè)的第一、第二根拉森樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起導(dǎo)向的作用，要求每打入1 m就應(yīng)目測(cè)一次，發(fā)現(xiàn)偏斜立即糾正。

5)施打順序。先從基坑北側(cè)部位開始，施打過程中為防止樁向一邊傾斜，前10根樁采用左右間隔跳打的方法進(jìn)行，等10根樁打完形成一片墻體后再采取向一個(gè)方向連續(xù)施打的順序進(jìn)行。

6)拉森樁拔出。采用拉森樁作為支護(hù)樁，型鋼可拔出重復(fù)利用。應(yīng)在基礎(chǔ)外施工完畢和回填結(jié)束，現(xiàn)場(chǎng)具備拔樁條件后進(jìn)行拔樁。

拔樁時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)如下：

a.根據(jù)沉樁時(shí)的實(shí)際情況確定拔樁起點(diǎn)，必要時(shí)也可用跳拔的方法，拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。

b.振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。對(duì)較難拔除的板樁可先用振動(dòng)錘將樁振下100 mm～300 mm，再與振動(dòng)錘交替振打、振拔。

c.當(dāng)樁尖在地下只有1 m左右時(shí)應(yīng)停止振動(dòng)，用吊裝設(shè)備直接拔樁。

d.待樁完全拔出后，在吊樁鋼絲繩未吊緊前不得松開夾持器。對(duì)引拔阻力較大的拉森樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15 min，振動(dòng)錘連續(xù)不超過1.5 h。

7)在拔樁期間應(yīng)重點(diǎn)考慮拔樁對(duì)基坑周圍建筑安全的影響，特采取以下安全預(yù)防措施：

a.在拔除靠近建筑場(chǎng)一排拉森樁時(shí)，要采取振動(dòng)錘低頻率振動(dòng)和慢速拔樁的方式，盡量避免拔樁過程中帶出下面過多的土體，以最大限度減小土體變形。

b.拔樁期間應(yīng)對(duì)建筑場(chǎng)進(jìn)行連續(xù)沉降觀測(cè)，同時(shí)派專人監(jiān)護(hù)邊坡上口土體變化情況，如發(fā)現(xiàn)建筑場(chǎng)沉降過大或土體開裂等異常情況，應(yīng)采取邊拔樁邊注漿的方法進(jìn)行后續(xù)拔樁施工，注漿深度同拔樁深度。

8)基坑開挖。

等拉森樁施工完以后，方可進(jìn)行基礎(chǔ)土方開挖。在基坑開挖過程中，為保證基底土體穩(wěn)定性，我方在基坑開挖到底后，將預(yù)先進(jìn)場(chǎng)的砂石料堆放至拉森樁底部，以便控制拉森樁根部向基坑內(nèi)位移。混凝土墊層施工時(shí)，采取隨清砂石混料隨打墊層，分段流水作業(yè)施工的方法施工墊層。

6 基坑變形監(jiān)測(cè)

本工程基坑安全等級(jí)確定為一級(jí)，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50497—2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范要求，基坑監(jiān)測(cè)工作由有資質(zhì)的第三方來(lái)負(fù)責(zé)實(shí)施，監(jiān)測(cè)要點(diǎn)如下：

1)場(chǎng)地情況調(diào)查。支護(hù)施工前，應(yīng)對(duì)施工區(qū)域地下情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，同時(shí)，對(duì)施工區(qū)域原始地面做好記錄。

2)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置。a.在拉森樁支護(hù)范圍內(nèi)，沿工字鋼圍檁頂面每隔20 m設(shè)1個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)用φ20螺帽焊接在工字鋼圍檁頂面；b.在基坑周邊建筑物墻體上面采用φ10膨脹螺栓設(shè)置4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。

3)變形預(yù)警值設(shè)定。按一級(jí)基坑安全控制標(biāo)準(zhǔn)要求，在基坑開挖過程中應(yīng)按方案要求進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，如果變形超過預(yù)警值，應(yīng)立即停止基坑開挖，并召集相關(guān)負(fù)責(zé)人商討分析原因，根據(jù)分析結(jié)果立即采取安全可行的加固措施。

4)觀測(cè)儀器要求。沉降觀測(cè)點(diǎn)采用水準(zhǔn)儀觀測(cè)，儀器精度誤差控制在小于0.5 mm，位移觀測(cè)點(diǎn)采用經(jīng)緯儀觀測(cè)，儀器精度誤差控制在小于3 mm。

5)觀測(cè)時(shí)間要求及成果記錄。挖土施工前，對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行一次觀測(cè)，并做好原始記錄。土方施工期間，每天觀測(cè)一次，如果遇到異常情況或險(xiǎn)情應(yīng)加密觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果應(yīng)做好記錄。

6)拉森樁保護(hù)。當(dāng)挖土接近拉森樁時(shí)，應(yīng)安排專人指揮司機(jī)挖土，防止挖掘機(jī)碰觸拉森樁及H型鋼。

基坑邊坡采用拉森樁支護(hù)具有施工進(jìn)度快、安全度高、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)，我公司在臨汾污水處理廠北區(qū)生物池和初沉池基礎(chǔ)施工中，應(yīng)用拉森樁進(jìn)行基坑支護(hù)，有效地防止了安全事故的發(fā)生，確保了施工工期及施工質(zhì)量，受到建設(shè)單位和監(jiān)理單位的好評(píng)。

Application of Larsen pile in the north district of Linfen sewage treatment plant

Zhang Juping

(Shanxi3rdBuildingEngineeringCompany,Taiyuan030024,China)

Taking Linfen sewage treatment plant engineering as an example, combining with in-situ hydraulic conditions, the paper describes the design methods of Larsen pile, specifically introduces its construction technology and methods, summarizes some construction matters, and finally analyzes foundation deformation monitoring points, which has accumulated some experience for similar engineering construction.

Larsen pile, sewage treatment plant, foundation pit, monitoring

1009-6825(2015)01-0078-02

2014-10-17

張菊萍(1971- )，女，工程師

TU473.1

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