少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)探究

陳鵬

摘 要：本文所研究的少降水深溝槽開挖技術(shù)工法是在不采用專門的降水措施的前提下，采用可周轉(zhuǎn)的拉森鋼板樁支護(hù)體系，進(jìn)行管道深溝槽施工。這種方法能有效縮短工期、提高效率、降低成本，可以在合適的條件下進(jìn)行廣泛推廣。

關(guān)鍵詞：少降水;深溝槽;拉森鋼板樁;支護(hù)施工;技術(shù)研究

中圖分類號(hào)： TU992.05 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1673-1069（2017）01-50-2

0 ?引言

在唐山市曹妃甸區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施工程一期PPP 項(xiàng)目中，工程所在地表土層和下部土層的土壤性質(zhì)較為特殊，難以成形;加之地下水位與地面標(biāo)高差較小，且地下水與附近海域聯(lián)通，很難達(dá)到較好的降水效果，傳統(tǒng)的放坡開挖技術(shù)工法無法在這一土質(zhì)及地形條件下實(shí)施起來極為困難，故而，轉(zhuǎn)而采用少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)。施工過程中，該支護(hù)體系安全可靠，止水效果好，施工周期較短，應(yīng)用效果良好。

1 ?適用范圍及工藝原理

1.1 適用范圍

本工法適用于地下水較豐富、地下水位較高、降水難度大、基坑最大深度10m左右、工期緊、短期工作量較大的濱海吹填土地區(qū)的管道工程及類似工程施工。

1.2 工藝原理

本工法在管道工程施工的具體應(yīng)用時(shí)，在擬建設(shè)的管道兩側(cè)震動(dòng)各打入一排拉森鋼板樁，根據(jù)開挖深度，在鋼板樁內(nèi)側(cè)貼壁設(shè)置多道（若需要）圍檁，并設(shè)置多道（若需要）內(nèi)支撐的一種支護(hù)形式。各板樁之間環(huán)環(huán)相扣，形成一套地下連續(xù)、完整、具止水效果的深溝槽地下連續(xù)支撐結(jié)構(gòu)。

2 ?施工技術(shù)特點(diǎn)

2.1 機(jī)械人員單一，施工方法簡(jiǎn)單

該工法施工工藝簡(jiǎn)單，主要包括土方卸載、鋼板樁打拔、基坑支護(hù)、溝槽開挖等施工內(nèi)容。就各單一的施工工序而言，均為較傳統(tǒng)的施工方法，所采用的機(jī)械設(shè)備及人員均和傳統(tǒng)的施工方法一致，無特殊的機(jī)械及人員要求，資源的組織、現(xiàn)場(chǎng)的管理均不難。

2.2 流水線作業(yè)法，施工效率較高

采用該方法進(jìn)行市政管道工程施工的過程中，現(xiàn)場(chǎng)主要形成如下幾個(gè)作業(yè)區(qū)：鋼板樁打設(shè)區(qū)、溝槽開挖及支護(hù)區(qū)、管道安裝區(qū)、溝槽回填及鋼板樁拔出區(qū)。各作業(yè)區(qū)受外界干擾及約束較小，各作業(yè)區(qū)可獨(dú)立進(jìn)行施工作業(yè)，總體容易形成流水線作業(yè)，對(duì)于施工效率的提高較有利。

2.3 單位周期較短，工期容易控制

該工法一般選取每50m作為一個(gè)作業(yè)單元，或者以每?jī)蓚€(gè)管井之間的距離作為一個(gè)施工單元。該工法取消了傳統(tǒng)的先降水的工序，充分利用拉森鋼板樁止水效果好的特點(diǎn)來進(jìn)行基坑內(nèi)的水位控制，遇到水量較大時(shí)，結(jié)合集水坑抽排的方法，利用大功率抽水泵進(jìn)行排水。單個(gè)作業(yè)單元能在一天內(nèi)完成從鋼板樁打拔到溝槽回填的施工作業(yè)。

2.4 機(jī)具周轉(zhuǎn)率高，綜合成本較低

該工法所用的機(jī)械設(shè)備及各種小型機(jī)具均可有效周轉(zhuǎn)，且在每個(gè)作業(yè)單位完成施工作業(yè)后可迅速轉(zhuǎn)入下個(gè)作業(yè)單位使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、工期的要求、工作量的大小合理的配備施工機(jī)具，可有效實(shí)現(xiàn)機(jī)具費(fèi)用的均攤，大大降低施工作業(yè)成本。

2.5 施工和諧統(tǒng)一，保全路基質(zhì)量

在路基采取強(qiáng)夯密實(shí)法的情況下，需要在路基工程完成強(qiáng)夯作業(yè)后，反開挖進(jìn)行管道工程的施工。為了避免對(duì)已成型路基的破壞，取消了傳統(tǒng)的降水施工，以減小對(duì)地下水系的破壞，并且拉森鋼板樁的止水優(yōu)勢(shì)剛好也有利于保存路基邊緣地帶原有地下水系統(tǒng)，從而達(dá)到保全路基質(zhì)量的問題。

3 ?基本工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 基本工藝流程

少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)基本工藝流程如圖1。

3.2 工法要點(diǎn)

①設(shè)計(jì)拉森鋼板樁支護(hù)體系。根據(jù)溝槽開挖深度確定所需鋼板樁的長(zhǎng)度，并對(duì)支撐道數(shù)、位置及間距進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)地勘報(bào)告中土質(zhì)屬性對(duì)板樁、圍檁及支撐進(jìn)行受力驗(yàn)算及穩(wěn)定性驗(yàn)算，并進(jìn)行基坑底部隆起驗(yàn)算，確保設(shè)計(jì)體系滿足要求。超過8m的超深位置若計(jì)算樁長(zhǎng)不夠時(shí)，考慮對(duì)溝槽兩側(cè)土體上層先進(jìn)行一定深度的開挖，以減小鋼板樁實(shí)際支護(hù)深度，進(jìn)而減小鋼板樁所受土壓力，以滿足要求。②拉森鋼板樁打拔技術(shù)。施工機(jī)械采用打拔樁機(jī)，配合振動(dòng)錘施工。單樁打入法以一塊或兩塊鋼板為一組，從一角開始逐塊插打，直至工程結(jié)束，這種打入方法施工簡(jiǎn)便，可不停頓地打，樁機(jī)行走路線短，速度快。打樁同時(shí)采用軸線修整法確保鋼板樁的轉(zhuǎn)角和實(shí)現(xiàn)封閉合攏。③地基溝槽開挖與支撐技術(shù)。在鋼板樁頭位置墊設(shè)鋼板，挖機(jī)橫跨鋼板樁兩側(cè)，騎樁倒退開挖。土方開挖時(shí)注意進(jìn)行分層開挖施工，分層厚度宜為1～1.5m，并嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求的尺寸及高程施工，開挖到預(yù)定深度后應(yīng)立即排除積水，并注意觀測(cè)開挖過程中，周圍土體的穩(wěn)定性及滲水情況。對(duì)于基坑深度超過一般挖機(jī)操作范圍的路段，為了避免讓挖機(jī)下到基坑中以完成開挖作業(yè)而增加基坑開挖寬度，可采取“逆吹填法”完成基坑的開挖。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，優(yōu)先選用溝槽降水與水泵輔助抽排的方案，地質(zhì)條件極差路段，考慮其他降水措施。溝槽開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，由測(cè)量人員對(duì)基底高程、坡度、軸線位置、基底土質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢查合格后，及時(shí)進(jìn)行管道基礎(chǔ)處理及安裝施工。

4 ?質(zhì)量控制

4.1 原材料質(zhì)量控制

各種原材料，半成品嚴(yán)格按質(zhì)量要求進(jìn)行采購。鋼板樁送到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)檢查、分類、編號(hào)，鋼板樁鎖口應(yīng)以一塊長(zhǎng)1.5～2.0m標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁進(jìn)行滑動(dòng)檢查，凡鎖口不合應(yīng)進(jìn)行修正合格后方能使用。

4.2 鋼板樁施工質(zhì)量控制

①在使用拼接接長(zhǎng)的鋼板樁時(shí)，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯(cuò)開至少2m，所以，在組拼鋼板樁時(shí)要預(yù)先配樁，在運(yùn)輸、存放時(shí)，按插樁順利堆碼，插樁時(shí)按規(guī)定的順序吊插。②鋼板樁鎖口漏水時(shí)，可在圍堰外撒大量細(xì)煤渣、木屑、谷糠等細(xì)物，借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水，或者在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫，撒煤渣等物堵漏時(shí)，要考慮水流方向并盡量接近漏縫，漏縫較深時(shí)，用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒。③圍檁與鋼板樁之間有縫隙時(shí)，用木楔塞緊，使圍檁受力均勻。

4.3 基坑監(jiān)測(cè)

①溝槽周邊沉降及位移監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)每15m設(shè)置一個(gè)，均采用鋼筋水泥制作，設(shè)置穩(wěn)固。采用全站儀觀測(cè)水平位移，采用精密水準(zhǔn)儀觀測(cè)垂直位移。溝槽開挖期間每開挖一層觀測(cè)2次或每天觀測(cè)2次，時(shí)間為上午開工前，下午收工后。如頂端位移量穩(wěn)定在10cm范圍內(nèi)，則說明該結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。如果發(fā)生超過允許位移的情況，一定要及時(shí)對(duì)鋼板樁采取加密橫撐間距等加固處理，保證基坑安全。②土體側(cè)向變形監(jiān)測(cè)。沿溝槽周邊每15m布設(shè)一個(gè)測(cè)斜孔，測(cè)斜孔采用專用PVC管。測(cè)斜孔埋置時(shí)確保其中一組導(dǎo)向槽垂直于溝槽邊線，測(cè)斜孔與鉆孔壁間的空隙密實(shí)填砂并用水泥密封。溝槽開挖過程中每開挖支護(hù)一層觀測(cè)一次。③地下水位監(jiān)測(cè)。觀測(cè)孔成孔口徑φ90，深15m，置入口徑φ48外包塑料濾網(wǎng)的PVC管，鉆孔1m以下填沖砂礫，1m至孔口位置填充膨潤(rùn)土并用水泥砂漿抹面，PVC管口配保護(hù)蓋。

各項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在溝槽施工前應(yīng)測(cè)得穩(wěn)定的初始值，且不少于2次。溝槽監(jiān)測(cè)時(shí)間為基坑開挖至回填完成。

4.4 臨邊防護(hù)及機(jī)械安全

每段管道溝槽開挖前先在溝槽邊線以外合理位置搭設(shè)1.2m高鋼管防護(hù)，并鋪設(shè)安全網(wǎng)。回填完成后周轉(zhuǎn)至下一施工流水段。

對(duì)所有機(jī)械、設(shè)備、施工車輛，加強(qiáng)日常維修保養(yǎng)，嚴(yán)禁帶病運(yùn)轉(zhuǎn);要加強(qiáng)施工機(jī)械的指揮和調(diào)動(dòng)及相互配合工作，避免施工機(jī)械由于配合不協(xié)調(diào)而發(fā)生的安全事故。

5 結(jié)論及展望

濱海吹填土地基管道工程少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護(hù)施工工法成功得以應(yīng)用，該支護(hù)體系安全可靠，止水效果好，提高了整體的施工工效，加快了施工進(jìn)度，保障了管道工程施工質(zhì)量和安全，取得了良好的效果。且節(jié)省土地及能源，施工完成后現(xiàn)場(chǎng)無建筑垃圾，符合“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色施工理念，值得大范圍在類似的施工中進(jìn)行推廣。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3] 許立，張欣欣，張進(jìn)聯(lián).鋼板樁支護(hù)周邊建筑物保護(hù)加固措施[J].工業(yè)建筑，2013（S1）.