PC工法組合鋼管樁在基坑工程中的應(yīng)用與分析

楊紹紅

（杭州通達(dá)集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310019）

PC工法組合鋼管樁是一種新型圍護(hù)樁工藝，其前身為傳統(tǒng)拉森鋼板樁，單純的鋼板樁不論是U形、Z形還是直腹型，因其截面剛度小，在深基坑應(yīng)用時(shí)勢必需要多層撐錨結(jié)構(gòu)，從而加大了施工難度，導(dǎo)致其快速高效的優(yōu)勢難以發(fā)揮。PC工法組合鋼管樁是將拉森樁與鋼管、型鋼等材料結(jié)合使用，形成各種截面的組合樁用于擋土和止水。在施工過程中，可根據(jù)基坑工程實(shí)際情況選擇適合工程施工的工法樁組合形式。在目前，主要有以下幾種形式：鋼管樁＋拉森鋼板樁、鋼管樁＋型鋼樁、型鋼樁＋拉森鋼板樁。作為一種可重復(fù)利用的綠色環(huán)保建材，PC工法組合鋼管樁（鋼管與拉森樁組合）以其高強(qiáng)、輕型、材質(zhì)穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、耐久性好、耐候性好、止水及使用全過程無污染施工、檢查便利、驗(yàn)收環(huán)節(jié)簡便、可重復(fù)使用、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，受到基坑行業(yè)的重視和青睞。

1 PC工法組合鋼管樁工藝原理及適用范圍

1）工藝原理 PC工法組合鋼管樁通過鋼管樁與拉森鋼板樁之間的連接形成一個(gè)整體的鋼質(zhì)連續(xù)墻體，體系包括多根圓形鋼管樁與鋼板樁，并在其兩側(cè)對稱設(shè)置止水鎖扣，止水鎖扣采用鋼材軋制成型的鉤狀結(jié)構(gòu)，便于鋼管植入，且在回收時(shí)結(jié)構(gòu)基本保持植入前的結(jié)構(gòu)形狀，可直接再利用。鋼管樁與鋼板樁之間通過上述止水鎖扣相互配合咬合連接。鋼管樁具有較強(qiáng)的抗彎性和抗斷性，樁長、樁徑間距可根據(jù)基坑設(shè)計(jì)要求布置，鋼管樁與鋼管樁之間，鑒于不同土質(zhì)及開挖深度，可任意插入1～3支拉森鋼板樁（見圖1）。

圖1 PC工法組合鋼管樁

2）適用范圍 PC工法組合鋼管樁為通過設(shè)置連接小企口將鋼管樁與拉森鋼板樁企口連接的組合式圍護(hù)樁，適用于各種復(fù)雜地質(zhì)，尤其適合土質(zhì)差需要支撐圍護(hù)的深基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)；同時(shí)也適用于圍堰、城市地下管道綜合管廊、管溝、連廊豎井、地鐵基坑等工程。

2 PC工法組合鋼管樁的特點(diǎn)

1）施工方便且可回收重復(fù)利用 鋼管樁與拉森鋼板樁組合圍護(hù)連續(xù)墻體系可兼做止水帷幕，通過機(jī)械手交替壓入土體中，鋼管與鋼板通過鉤狀結(jié)構(gòu)連接，便于鋼管樁植入，且回收時(shí)結(jié)構(gòu)基本保持植入前的結(jié)構(gòu)形狀，可直接再利用，是一種新型綠色環(huán)保圍護(hù)連續(xù)墻。

2）止水效果好 鋼管樁與拉森鋼板樁通過止水鎖扣相互咬合連接，結(jié)合管井降水，解決了粉土層基坑邊壁滲水、管涌等問題，具有很好的止水效果。

3）節(jié)能環(huán)保 此圍護(hù)體系施工過程不產(chǎn)生泥漿及余土，零污染，施工場地整潔，施工機(jī)械相對簡單，施工操作靈活無死角，打拔方便，施工速度快。

4）安全性 通過鋼管樁與拉森鋼板樁的連接形成一個(gè)整體的鋼質(zhì)連續(xù)墻，整體穩(wěn)定性好。鋼管樁具有較強(qiáng)的抗彎性和抗斷性，鋼管樁為生產(chǎn)線定型產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量可控，可有效降低因人為操作或地質(zhì)原因?qū)κ┕べ|(zhì)量的影響。鋼管樁為開口鋼管，在施工過程中不會對土體造成擠壓影響，同時(shí)起拔后土體仍遺漏在原位，無需如H型鋼起拔后需進(jìn)行注漿處理。

5）經(jīng)濟(jì)性 鋼管樁與鋼管樁之間，鑒于不同的土質(zhì)及開挖深度，可任意插入1～3支拉森鋼板樁，從而降低施工成本。施工速度快，對比常規(guī) S MW工法樁、鉆孔灌注樁施工，可縮短圍護(hù)樁施工周期1～2個(gè)月，零養(yǎng)護(hù)期，降低樁基施工期的租賃使用成本。

3 PC工法組合鋼管樁施工工藝與操作要點(diǎn)

1）施工工序 PC工法組合鋼管樁可按圖2順序進(jìn)行，保證圍護(hù)樁連續(xù)性和接頭施工質(zhì)量，鋼管樁的搭接依靠拉森鋼板樁小企口施工保證，以達(dá)到止水作用。

圖2 PC工法組合鋼管樁施工工序

2）PC工法組合鋼管樁施工主要采用振動法。施工前根據(jù)待建工程情況、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件、樁徑等，選擇合適的沉樁機(jī)械。鋼管樁施工前，根據(jù)樁位布置圖進(jìn)行測量放樣并復(fù)核驗(yàn)收。根據(jù)確定的施工順序安排鋼管樁、拉森鋼板樁等物資的放置位置。根據(jù)PC工法組合鋼管樁的軸線開挖導(dǎo)向溝，并在溝槽邊設(shè)置定位型鋼，并應(yīng)在定位型鋼上標(biāo)出鋼管樁和拉森鋼板樁的插入位置。3支點(diǎn)樁基底盤應(yīng)保持水平，平面允許偏差為±20 mm，立柱導(dǎo)向架垂直度偏差不應(yīng)大于1／250。

3）PC工法組合鋼管樁沉樁時(shí)，鋼管樁和拉森鋼板樁應(yīng)交替沉樁，以保證鋼管樁與拉森鋼板樁企口搭接質(zhì)量。PC工法組合鋼管樁應(yīng)均勻控制沉樁速度，一般控制下沉速度1 m／m i n。PC工法組合鋼管樁在下沉過程中應(yīng)采用措施保證樁的垂直度，確保水平偏差≤10 mm，標(biāo)高偏差不大于100 mm。沉樁時(shí)，出現(xiàn)樁身傾斜、位移、樁身破損或沉樁困難等異常情況時(shí)，應(yīng)停止沉樁，待查明原因并進(jìn)行必要處理后方可繼續(xù)施工。吊樁時(shí)嚴(yán)禁樁身碰撞樁機(jī)，避免樁身損傷。

4）在工程施工至 ±0.000 m且PC工法組合鋼管樁與地下室外墻之間空隙回填密實(shí)后，方可對PC工法組合鋼管樁進(jìn)行回收。PC工法組合鋼管樁起拔宜采用專用液壓起拔機(jī)，起拔前制定相應(yīng)的起拔專項(xiàng)組織方案，按順序分別起拔鋼管樁和拉森鋼板樁，起拔后的鋼管樁和拉森鋼板樁宜放置于指定位置，并盡快運(yùn)離施工現(xiàn)場。起拔過程中，應(yīng)避免撞擊建筑主體結(jié)構(gòu)。

5）PC工法組合鋼管樁的質(zhì)量檢查與驗(yàn)收應(yīng)分為施工期間過程控制、成墻質(zhì)量驗(yàn)收和基坑開挖期檢查3個(gè)階段。施工期間過程控制內(nèi)容包括：驗(yàn)證施工機(jī)械性能，材料質(zhì)量，檢查鋼管樁和拉森鋼板樁的定位、長度、標(biāo)高、垂直度，鋼管樁和拉森鋼板樁下沉速度，鋼管樁和拉森鋼板樁的規(guī)格，拼接焊縫質(zhì)量等；PC工法組合鋼管樁的成墻質(zhì)量驗(yàn)收包括鋼管樁和拉森鋼板樁的企口搭接狀況、位置偏差等；基坑開挖期間檢查包括鋼管樁和拉森鋼板樁的企口搭接狀況、垂直度及滲透水等情況。

6）PC工法組合鋼管樁的質(zhì)量保證措施 ①鋼管焊接宜采用坡口焊接，質(zhì)量要求不低于二級。單根鋼管中焊接接頭不宜超過2個(gè)，焊接接頭位置應(yīng)避開鋼管彎矩最大處。所有焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，焊縫高8 mm，具體參數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場情況作適當(dāng)調(diào)整。②施工過程中，填寫施工記錄，施工記錄表中詳細(xì)記錄樁位編號、樁長、時(shí)間及深度，施工過程中質(zhì)檢員、技術(shù)負(fù)責(zé)人、監(jiān)理工程師等各級管理人員監(jiān)督施工，施工記錄報(bào)項(xiàng)目監(jiān)理審批。③施工前應(yīng)檢查材料質(zhì)量、樁位、機(jī)械工作性能及各種測量設(shè)備完好程度。鋼管及拉森樁必須具有供應(yīng)商提供的出廠合格證和質(zhì)保書方能使用。施工中質(zhì)量檢驗(yàn)包括機(jī)械性能、材料質(zhì)量及樁位、樁長、樁頂高程、樁身垂直度、施工間等。

4 結(jié)語

PC工法組合鋼管樁樁體強(qiáng)度高抗彎抗剪性能好，能更好地控制基坑變形和坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，確?；拥恼w穩(wěn)定性。其使用的是可循環(huán)周轉(zhuǎn)的定型材料，節(jié)約圍護(hù)結(jié)構(gòu)投入，縮短基坑圍護(hù)施工時(shí)間，降低基坑圍護(hù)機(jī)械的租賃費(fèi)用，節(jié)省建設(shè)資金占用從而節(jié)約施工成本。作為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，可充分利用有限土地資源；可重復(fù)使用，施工中不產(chǎn)生泥漿等建筑垃圾，無任何地下障礙物產(chǎn)生，施工噪聲低，減少環(huán)境污染，并符合國家節(jié)能減排的要求。PC工法組合鋼管樁作為一種新型的圍護(hù)樁工藝，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益明顯，具有較大的推廣價(jià)值。