拉森鋼板樁在雨污水管網改造工程深基坑支護中的應用

陳 維

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰，611830)

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，舊城區(qū)老舊雨污水管網已不能滿足現(xiàn)代城市對雨污水管網功能的需求，亟順進行改造升級。同時，城市建筑密集，雨污水管道多埋于市政道路之下，交通繁忙，無法全封閉放坡施工，導致施工空間狹小，施工材料受限。另外深基坑工程施工需要在保證安全的前提下兼顧經濟性和施工效率。拉森鋼板樁施工技術憑借其施工速度快、強度高、占地空間小、能重復利用等優(yōu)勢特點，越來越多地被應用于舊城區(qū)雨污水改造深基坑支護工程中。本文以四川遂寧某舊城區(qū)雨污水改造工程為例，通過對拉森鋼板樁在卵石土層深基坑支護中的應用管理過程進行闡述，總結拉森鋼板樁施工技術在雨污水改造工程深基坑支護中的應用經驗，希望能夠對后續(xù)類似項目施工提供借鑒。

1 工程概況

1.1 工程簡況

本項目位于四川省遂寧市，工程所在區(qū)域仍存在大量合流制管(渠)道，隨著遂寧市城市建成區(qū)域規(guī)模的擴大，地面硬化程度越來越高，加之河道堵塞、排水管渠年久失修、防洪設施老化加劇，本項目將通過對該區(qū)域配套管網改造來提升該區(qū)域雨污水管網功能。根據(jù)設計要求，本項目管網改造部分施工段埋深較深，基坑支護需要采用拉森鋼板樁施工技術，具體應用路段如下：

(1)1號路K0+525～K0+968段最大埋深2.55m～4.16m，采用6m～9m拉森鋼板樁支護施工；

(2)3號路K0+095～K0+635段最大埋深4.04m～5.14m，采用6m～9m拉森鋼板樁支護施工；

(3)4號路K0+977～K1+043段最大埋深2.86m～3.48m，采用6m拉森鋼板樁支護施工。

1.2 工程地質條件

2 拉森鋼板樁支護施工技術的特點

在施工以及地質情況復雜惡劣的情況下，拉森鋼板樁憑借其優(yōu)勢，在城區(qū)深基坑施工、橋梁柱墩基坑支護等工程施工中得到了廣泛的應用，該施工技術主要特點如下：

(1)施工速度快，拉森鋼板樁直接由振動打樁錘打入和移除，施工工藝簡單，施工速度快[1]；

(2)占地空間小，拉森鋼板樁由于其獨特的截面設計，施工時僅占用很小的支護范圍，能夠很好地適應城區(qū)狹小空間支護施工；

(3)重復利用率高，拉森鋼板樁在支護施工完成后，能夠拔出再利用，可周轉利用30次以上，較傳統(tǒng)支護工程具有較好的經濟性[2]；

(4)施工綠色環(huán)保，拉森鋼板樁施工過程中無需泥漿護壁，施工過程綠色環(huán)保；

(5)拉森鋼板樁相互咬合的結構設計，使其具有較好的止水作用。

3 拉森鋼板樁在雨污水管網改造工程深基坑支護中的應用

3.1 基坑支護方案

根據(jù)施工圖設計，不具備放坡條件的溝槽開挖支護結構選用拉森Ⅳ型鋼板樁400mm×170mm×15.5mm，拉森Ⅳ型鋼板樁要求每延米截面抗彎模量不小于2270cm3/m，支護設計為拉森鋼板樁+Ⅰ36a鋼圍檁+鋼橫撐防護。

當管道溝槽深2.0m≤H<3.0m時，鋼板樁深6m，內置1道鋼橫撐距綠化帶地面(或路面結構層底標高)0.5m；當管道溝槽深3.0m≤H<4.0m時，鋼板樁深9m，內置1道鋼橫撐距綠化帶地面(或路面結構層底標高)0.5m；當管道溝槽深4.0m≤H<5.0m時，鋼板樁深9m，內置2道鋼橫撐，第一道距離距綠化帶地面(或路面結構層底標高)0.5m，第2道距離第1道2m；當管道溝槽深5.0m≤H<6.5m時，鋼板樁深12m，內置鋼橫第一道撐距綠化帶地面(或路面結構層底標高)0.5m，第2道距離第1道2.5m。橫撐均采用φ300、10mm鋼管，橫撐間距3.0m，型鋼均采用Q345B型鋼材，嚴格控制拉森鋼板樁垂直度小于1.5%。各類型支撐結構如圖1所示。

圖1 支撐結構

3.2 施工工藝

3.2.1 板樁施工一般要求

(1)根據(jù)設計要求設置板樁位置，在基礎最突出的邊緣外留有施工作業(yè)面，便于基礎施工。

(2)為便于板樁支撐的設置，布置基坑板樁時應根據(jù)板樁尺寸模數(shù)設置周邊尺寸[3]，并應盡量避免不規(guī)則的轉角。

(3)整個基槽施工過程中，在土方開挖、吊運等作業(yè)過程中，應盡量避免碰撞支撐，不得隨意將支撐拆除，不得在支撐上隨意進行切割、電焊作業(yè)，更不能將重物放置在支撐上。

(4)鋼板樁從出入口遠端向近端，依次推進施工。

拉森鋼板樁施工工藝流程如圖2所示。

圖2 拉森鋼板樁施工工藝流程

3.2.2 主要施工步驟

(1)測量放線。由測量工程師對場地進行復測，確定基坑支護位置。

(2)導框安裝。在板樁施工中，為保證鋼板樁位置和樁的垂直度滿足設計要求，提高鋼板樁的施打精度，避免鋼板樁在施打過程中發(fā)生彎曲變形，提高鋼板樁施打成功率，需要設置剛度、穩(wěn)定性滿足要求的導框。單層雙面形式的導框由導梁和圍檁組成。圍檁樁的間距應控制在2.4m～3.6m之間，雙面圍檁之間的間距應略比鋼板樁厚7mm～16mm。

(3)拉森鋼板樁施打。應采用施打精度高，施工過程鋼板樁產生彎曲、扭轉、傾斜和樁面凹凸幾率低，封閉合攏易于實現(xiàn)的屏風式打入法施工，施打前要對施工范圍內地下管線、構筑物的情況進行充分調查；提前對鋼板樁進行全數(shù)檢查驗收，將鎖口銹蝕嚴重，樁身變形嚴重的鋼板樁撿出；打樁前，為便于鋼板樁的施打和拔除，應在鋼板樁的鎖口內涂潤滑脂；施打時，將鋼板樁呈屏風狀成排插入導框內，然后開始施打。

(4)鋼板樁施打完成后及時對鋼板樁進行防漏性能檢查，對漏水處進行焊接修補，安排專業(yè)人員每天對樁體漏水情況進行檢查。

(5)板樁的拔除。利用振動錘振動擾動土質，降低鋼板樁周圍土的粘聚力以降低拔樁土體阻力，使用吊機將鋼板樁拔除。

3.3 施工質量控制

為保證拉森鋼板樁基坑支護質量，應該從以下幾個方面重點控制，確保拉森鋼板樁施工質量。

(1)使用專用夾具將鋼板樁固定，經檢測兩樁滿足端頭縫隙≤3mm，錯位≤2mm要求時，方可進行焊接連接。

(2)鋼板樁組拼時兩端平齊誤差≤3mm，鋼板樁組上下應保持一致，誤差≤30mm。基坑轉角位置必須設置角樁，鋼板樁鎖口位置均應按要求滿涂防水材料，使鎖口嵌縫嚴密，提高鋼板樁防漏性能[4]，確保基坑施工過程中無地下水滲漏情況發(fā)生，降低施工風險。

(3)保證鋼板樁身垂直度是確保拉森鋼板樁支護段順利合龍的關鍵因素，并根據(jù)溝槽尺寸提前模擬均分鋼板樁。采用在溝槽上設置導向機構的方式，施打鋼板樁時順導向機構下打鋼板樁，來保證鋼板樁樁身的垂直度。由于無法保證鋼板樁樁組上下寬度以及鎖口間隙完全一致，鋼板樁在施打過程中仍有發(fā)生傾斜可能，這就要求我們在鋼板樁施打過程中做好測量監(jiān)控工作，出現(xiàn)傾斜，及時調整，確保樁身在水平方向及其垂直方向的傾斜度均≤5‰；同時應根據(jù)現(xiàn)場鋼板樁情況，提前實地放樣鋼板樁位置，分散寬度誤差，保證鋼板樁在溝槽四周均分，并在施打鋼板樁時，根據(jù)實際放線調整位置，使誤差≤±15mm。

(4)在拔除鋼板樁時，首先應該注意拔樁的順序，首根拔起樁應該距角樁至少5根的距離[5]，拔樁的順序應逆著施打順序進行；其次，拔樁過程中應減慢拔樁速度，在拔樁過程中及時回填，有效控制拔樁引起的地基變形。

4 結論

本文以四川遂寧某舊城區(qū)雨污水改造工程為例，詳細介紹了拉森鋼板樁憑借其施工速度快、強度高、占地空間小、能重復利用等優(yōu)勢特點，成功在卵石土層深基坑支護中的應用，整個施工過程快速、安全、環(huán)保，施工效果符合工程設計要求，為項目正常推進提供了保障。希望能夠對拉森鋼板樁在類似地質中的推廣應用提供一定的工程經驗。