鋼板樁臨時支護(hù)在澮河灌區(qū)干梁城區(qū)段PCCP管道安裝中的應(yīng)用

劉志鵬

（山西省水利水電工程建設(shè)監(jiān)理公司 山西太原032100）

1 工程概況及特點(diǎn)

澮河灌區(qū)位于臨汾市南部曲沃縣、侯馬市境內(nèi)，地處汾河、澮河三角洲黃土臺地，是一個以自流為主的中型灌區(qū)。澮河灌區(qū)自建成運(yùn)行60年來，為曲沃、侯馬兩縣市供水達(dá)14 億m3，為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。1987年8月，核定澮河灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積0.8 萬hm2，有效面積0.6 萬hm2。設(shè)計(jì)流量5.6 m3/s。干渠長33.2 km，支渠10 條，總長44.36 km。其中，過曲沃縣城主城區(qū)段混凝土預(yù)制塊襯砌梯形明渠長3.2 km。2017年曲沃縣政府為提升城市綜合能力，實(shí)施了創(chuàng)建全國衛(wèi)生城市戰(zhàn)略，澮河灌區(qū)干渠城區(qū)絳山路段1.2 km 由明渠改造為DN1800PCCP 管道，工程需開挖深度為渠底以下3 m，寬3.5 m 的管槽。由于渠道穿過城市居民區(qū)又受渠底右側(cè)工業(yè)供水管道影響，管道溝槽開挖過程中采用了鋼板樁臨時支護(hù)方案，保證了邊坡穩(wěn)定、工程安全。

2 管道安裝施工流程

布設(shè)施工圍擋→清理原渠道與舊砌體→測量→撒灰線→安裝導(dǎo)向架→安裝定位架→依序插打鋼板樁→開挖溝槽→鋼板樁橫梁、對撐安裝→溝槽基礎(chǔ)處理→鋪設(shè)墊層→管道安裝→土方回填→拔除鋼板樁→樁孔灌砂回填。

3 鋼板樁施工的布置要求

3.1 位置要求

鋼板樁位置不但要符合設(shè)計(jì)要求，滿足與周邊建筑安全距離，還應(yīng)在溝槽基礎(chǔ)外圍的邊緣留下作業(yè)面，以便后續(xù)施工的開展。從經(jīng)濟(jì)、空間和安全方面考慮，工程采用臨時鋼板樁支護(hù)能滿足要求。

3.2 鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放

1）板樁檢驗(yàn):采取取樣檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn)。及時發(fā)現(xiàn)銹蝕、變形、端口和鎖口破損的明顯缺陷的材料，減少打樁過程中出現(xiàn)誤工、返工等麻煩。

2）板樁吊運(yùn):裝卸板樁時，每次起吊的根數(shù)不超過規(guī)定根數(shù)，不應(yīng)碰撞，輕拿輕放，保護(hù)端口和鎖口免受損傷。

3）板樁堆放:選擇環(huán)境干燥，堅(jiān)實(shí)平整地面，便于吊裝的空間存放。按照規(guī)格、型號、標(biāo)牌分別堆放，材料底部每隔2 m 安放一根枕木，堆放高度不超2 m。

3.3 打樁前檢查

板樁施工前，熟悉環(huán)境資料，了解周圍建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等情況，提前采取免干擾措施。用灰線標(biāo)出溝槽開挖線、地下設(shè)施和鋼板樁位置。逐一檢查板樁，剔除變形嚴(yán)重、連接鎖口銹蝕、缺損等不符合要求的板樁。

3.4 過程控制

采用屏風(fēng)式打入法進(jìn)行板施工時，將10～20 根板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，呈屏風(fēng)狀，然后再施打。板樁打設(shè)的公差標(biāo)準(zhǔn)如下所示。

在施打過程中，要垂直打入，每根樁的打入斜度不超過2%，當(dāng)偏斜過大，無法調(diào)正時，必須拔起重打。

項(xiàng)目允許偏差:

板樁軸線偏差±5 cm

樁頂標(biāo)高偏差±5 cm

板樁垂直度偏差1.5%

相鄰板樁間緊扣且保證開挖后入土不小于2 m；特別要保證轉(zhuǎn)角板樁穩(wěn)固與相鄰板樁之間結(jié)合緊密。若轉(zhuǎn)角板樁短缺或采購不經(jīng)濟(jì)，可現(xiàn)場制作或用舊輪胎或其它皮革塞縫等輔助措施密封。

打入樁完成后，檢查樁體的閉水性，對漏水處進(jìn)行焊接、填塞修補(bǔ)。

4 鋼板樁支護(hù)施工方法

4.1 測量放線

測量放線前，由專業(yè)測量人員復(fù)核控制樁點(diǎn)，參照設(shè)計(jì)，找出管線中心線、溝槽邊線，用白灰標(biāo)記。施工時按照溝槽邊線施打鋼板樁。

4.2 鋼板樁施工

4.2.1 施工分段

澮河灌區(qū)絳山路段因場地限制需分段局部施工，施工機(jī)械320 挖機(jī)加振動錘；鋼板樁采用樁長6 m 的III 型拉森鋼板樁；鋼板樁內(nèi)支撐采用直徑Φ300×10的鋼管對撐；兩邊橫梁采用14#工字鋼，橫梁基地2 m處安設(shè)?；靥钔撂畛渚嚯x鋼支撐1 m 時且回填土碾壓密實(shí)度達(dá)到93%時拆除鋼支撐，回填至與鋼板樁持平時拔除鋼板樁。以此為準(zhǔn)，每150 m 為一個作業(yè)段。

4.2.2 施工定位樁

按測量方位放線，測定插入拉森鋼板樁位置。采用履帶式液壓單斗震動打樁機(jī)（帶夾具），每間隔9 m，打入一根拉森樁定位。

4.2.3 鋼板樁偏移、傾斜控制

1）沉樁時吊機(jī)將振動箱送到鋼板樁堆放處，將鋼板樁套入夾樁器夾緊，吊至沉樁位置，垂直插入樁位，檢查無誤后，啟動振動錘沉樁。

2）在振動插入土層時，如遇局部地基堅(jiān)硬，或遇有孤石可把鋼板樁入土端部背厚加強(qiáng)或加強(qiáng)后切割成斜角或斜角，或在鋼板樁上涂上油脂減小摩擦。如遇有地下雜物或小石砂塊，將板樁振動起拔再插下如此反復(fù)多次直至插入至標(biāo)高為止，施打過程中，注意控制插樁速度，保持懸樁垂直下沉。

3）軸線向傾斜控制，首先檢測導(dǎo)向架位置是否出現(xiàn)偏移保證導(dǎo)向架穩(wěn)固，如果還是無法保證鋼板樁偏移可設(shè)置雙層導(dǎo)向架。發(fā)現(xiàn)偏移控制人及時微調(diào)打入速度和偏移度。當(dāng)鋼板樁出現(xiàn)偏移外力無法糾偏時，可先測出偏移度數(shù)，現(xiàn)場制作直角梯形異形鋼板樁進(jìn)行補(bǔ)充。

4）法向傾斜控制，檢測導(dǎo)向樁是否有松動和偏離；檢測每個鋼板樁端頭和樁身有翹曲現(xiàn)象；觀察施打過程中，板樁是否與地面垂直，在插打過程中同時對板樁進(jìn)行前后、左右、振動頻率微調(diào)。檢測地層土質(zhì)是否有軟硬不均勻情況；插樁工程中可利用外力向傾斜方向的反方向施加一定的拉力，可回調(diào)板樁的傾斜度數(shù)。

5）鋼板樁頂高程控制，在鋼板樁施打工程中出現(xiàn)施打樁與相鄰樁同時下沉現(xiàn)象，這是地下土質(zhì)軟硬不均或相鄰樁摩擦加大造成的。在此過程中可2～3 個樁同時間隔施打；先打入樁可預(yù)留一定高度，待下個樁與它持平時，同時打入；下沉樁可與前部分打入樁焊接或在下沉樁板面兩邊焊接撐耳與地面錨固。

5 樁基坑維護(hù)

5.1 基礎(chǔ)處理

根據(jù)地勘資料，基坑開挖后對基礎(chǔ)進(jìn)行取樣，用10 t 壓路機(jī)壓平后鋪設(shè)0.5 m 厚三七灰土進(jìn)行基礎(chǔ)處理。為保證鋼板樁穩(wěn)定，不被機(jī)械碰撞變形或移動，影響邊坡穩(wěn)定和供水管道安全，壓路機(jī)與樁底距離為0.5 m，人工配合打夯機(jī)作業(yè)。

5.2 基坑排水

此絳山路段改造工程基礎(chǔ)開挖后，地下水位較深，不存在排除地下水而施工作業(yè)。主要排水是降雨造成的積水，為防止汛期基坑積水軟化基底和板樁墻基按施工分段在開挖基礎(chǔ)外設(shè)置蓄水坑，在基坑內(nèi)布設(shè)2 臺100 mm 混流泵，通過管道將雨水抽至臨近的城市主排水通道。

5.3 做好鋼板樁的防護(hù)工作

設(shè)置施工警示標(biāo)識，禁止載重車輛靠近鋼板樁墻及碰撞，確保施工安全。

6 管道安裝及回填

6.1 下管

下管現(xiàn)場必須有專人指揮，采用起重機(jī)、人工配合，輕吊輕放，避免碰觸鋼板樁及支撐，吊裝采用專用吊裝帶，避免損壞管材和砂礫基礎(chǔ)表面。

6.2 管道安裝

1）安裝前，用潤滑脂對承插口槽面進(jìn)行潤滑，清理干凈雜物，防止劃破橡膠圈造成接頭滲漏。承插口對接時，應(yīng)合理控制安裝尺寸，保證接口間隙達(dá)到要求值。

2）逐個檢查橡膠圈是否完好無損。用潤滑脂充分涂刷橡膠圈，保證拉伸均勻，密封良好，繃緊在插口槽內(nèi)。安裝單膠圈管子時，應(yīng)注意膠圈是否被擠出凹槽。安裝雙膠圈接PCCP，每安裝一節(jié)，及時采用壓縮空氣或水進(jìn)行接頭檢驗(yàn)，試驗(yàn)的壓力值取0.35 MPa，恒壓5 min，壓力下降不超0.035 MPa 為合格。

3）采用內(nèi)拉法，嵌固特制斜撐在已安裝好的管子里，平放扁擔(dān)在管子的端面，用手拉葫蘆把扁擔(dān)和斜撐連在一起，慢慢將管子安裝到位。每安裝一節(jié)管子，及時檢驗(yàn)高程和相對轉(zhuǎn)角，發(fā)現(xiàn)問題立刻整改。管子安裝完畢后，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行下一步安裝，每天將施工記錄交監(jiān)理工程師。

6.3 土方回填

1）管側(cè)回填:采用粒徑小于1 mm 的材料、小于12%的開挖料回填，管基包角為120°。鋪筑時分層對稱鋪填，邊鋪邊檢平，并用氣式打夯機(jī)在墊層面上壓實(shí)，管兩側(cè)壓實(shí)面最大高差不超過20 cm。黏性土的壓實(shí)系數(shù)不下于0.95，非黏性土的最小相對密度Dr 為0.7。

2）初步回填:采用開挖料回填，大約填至管頂500 mm，回填材料粒徑≤50 mm。采用小型壓路機(jī)或氣式打夯機(jī)，從槽壁兩側(cè)同時開始逐步向管靠近夯實(shí)。黏性土的壓實(shí)系數(shù)不小于0.93，非黏性土最小相對密度Dr 為0.65。

3）溝槽帶回填:采用開挖料回填，回填材料粒徑≤100 mm。黏性土的壓實(shí)系數(shù)不小于0.90，非黏性土最小相對密度Dr 為0.6。

7 鋼板樁拔除

基坑回填后，為重復(fù)使用板樁，需及時拔除。

7.1 拔樁方法

此絳山路改造工程鋼板樁采用振動錘拔樁。

7.2 拔樁時注意事項(xiàng)

1）拔樁起點(diǎn)和順序:對于封閉式鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開角樁5 根以上；為防止地下管線或構(gòu)筑物兩側(cè)形成不均勻側(cè)壓使管線偏離軸線，管線或構(gòu)筑物兩側(cè)相對的鋼板樁應(yīng)交叉起拔；按沉樁情況確定拔樁起點(diǎn)，拔樁的順序與插打樁順序相反進(jìn)行。

2）振拔:拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。起重機(jī)應(yīng)隨振動錘的啟動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的1.2～2.0 倍。

3）對與起拔阻力較大的板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15 s，振動錘連續(xù)振動不超過5 min，或可先向下施打再向上起拔，如此反復(fù)直至拔除。

4）拔除板樁前，應(yīng)先拆除橫梁、支撐等，分離每根板樁。

5）對拔樁后留下的樁孔，及時用回填砂料回填處理。

8 保證鋼板樁施工質(zhì)量的措施

鋼板樁雖是臨時支護(hù)工程，但鋼板樁的施工質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)施工安全。為此我們采取以下措施:

1）組織以項(xiàng)目經(jīng)理為主的施工安全管理機(jī)構(gòu)，從原材料采購到施工現(xiàn)場管理，實(shí)行安全、質(zhì)量、管理責(zé)任制，責(zé)任到人。

2）開工前召集施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，熟悉和掌握施工程序和要點(diǎn)。嚴(yán)格按相關(guān)的施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)施工，鋼板樁拼接嚴(yán)密、平順、鎖口相互咬合、支撐加固穩(wěn)妥，保證鋼板垂直，支護(hù)好的鋼板樁實(shí)行三級檢查制度，上道工序經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，才能進(jìn)行下道工序的施工。

9 結(jié)論

此絳山路改造工程通過鋼板樁臨時支護(hù)，解決了在狹小施工區(qū)域內(nèi)，因施工開挖深度較大影響民居、工業(yè)供水管道以及挖方較深邊坡安全的問題。同時加快了施工進(jìn)度，減少了施工作業(yè)成本，保護(hù)了民居和現(xiàn)狀供水管道的正常運(yùn)行和安全，起到了良好的效果。