后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術(shù)分析

羅帥,朱晏禮,劉嘉鋒,韋朋余 （中國建筑第二工程局有限公司，上海 200135）

1 技術(shù)特點(diǎn)

對于基坑面積較大，但規(guī)劃紅線距離工程結(jié)構(gòu)較近的基礎(chǔ)支護(hù)，可通過后排錨拉代替錨桿，減小拉森Ⅳ型鋼板樁的錨固長度，適合紅線較近的工程。

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁規(guī)格為常用的400×170，后排錨拉樁與拉森Ⅳ型鋼板樁一致，圍檁為雙拼32a工字鋼和綴板組合而成，拉桿為C28圓鋼與每側(cè)錨具錨固后達(dá)到有效拉結(jié)，后排錨拉樁與拉森Ⅳ型鋼板樁之間的距離為4m。

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁作為代替錨桿式拉森Ⅳ型鋼板樁，同樣具備工期短、材料可周轉(zhuǎn)、成本較低的特點(diǎn)。

2 適用范圍

本技術(shù)可應(yīng)用于基坑面積較大、規(guī)劃紅線距離工程結(jié)構(gòu)較近、周邊管線等較為復(fù)雜情況，對土質(zhì)要求不高、開挖深度6m以內(nèi)、支護(hù)變形對建筑結(jié)構(gòu)影響較小的基坑支護(hù)領(lǐng)域。

3 工藝原理

本工藝通過拉森Ⅳ型鋼板樁后側(cè)每4m設(shè)置一組同規(guī)格的后排拉錨樁，代替錨固過長的錨桿進(jìn)行拉結(jié)，在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的條件下，減少了拉桿的水平距離。

圍檁設(shè)置在支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部以下250mm的位置，后排拉錨樁通過C28圓鋼的拉桿，拉住基坑邊的拉森Ⅳ型鋼板樁，從而抵抗土體對鋼板樁的作用力。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→樁位放樣→板樁準(zhǔn)備→施打設(shè)備進(jìn)場→施工定位樁、固定導(dǎo)向型鋼→板樁打設(shè)→偏差糾正→到達(dá)樁頂標(biāo)高→圍檁及拉桿設(shè)置→拔樁。

4.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.2.1 鋼板樁

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁主要采用常見的拉森NKSP-Ⅳ(L)型鋼板樁為導(dǎo)流槽，鋼板樁截面尺寸為寬度400mm，高度170mm，厚度15.5mm。

4.2.2 雙拼工字鋼圍檁

圍檁由上下兩個(gè)32a工字鋼及左右兩個(gè)300×50×12的綴板組合而成，上下兩個(gè)工字鋼凈間距為40mm。

圖1 鋼板樁圍檁截面設(shè)計(jì)

圖2 鋼板樁圍檁施工

4.2.3 平面布置圖

后排拉錨樁每間隔4m設(shè)置一組，每組根據(jù)實(shí)際環(huán)境及工程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，鋼板樁與后排拉錨樁為同種規(guī)格的拉森Ⅳ型鋼板樁，且二者水平間距為4m。

圖3 平面布置圖

4.2.4 立面大樣圖

鋼板樁設(shè)計(jì)長度12m，雙拼工字鋼圍檁設(shè)置在鋼板樁頂部以下250mm處，圍檁中部采用C28圓鋼拉桿，使得后排錨拉樁有效拉結(jié)鋼板樁。

圖4 立面大樣圖

4.2.5 與傳統(tǒng)形式的對比分析

傳統(tǒng)拉森鋼板樁一般采用內(nèi)撐或錨桿對鋼板樁抗土作用力及抗傾覆進(jìn)行加強(qiáng)，內(nèi)撐式局限性較大，僅適用于規(guī)模小的局部支護(hù)形式，且鋼板樁之間的距離較大，會造成支撐成本的增加。對于支護(hù)長度較長，基坑面積較大的基坑，一般采用傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿對鋼板樁進(jìn)行拉結(jié)。傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿與本技術(shù)鋼板樁拉結(jié)通過對比得出以下結(jié)論。

與傳統(tǒng)錨桿相比，工序更為簡便。兩種方式主要在錨固階段存在差異，錨桿需要進(jìn)行工作平臺搭設(shè)、鉆機(jī)的安裝、成孔清孔與風(fēng)干、錨桿設(shè)置、錨固段注漿、高壓劈裂注漿、錨具設(shè)置、拉結(jié)以及自由段封孔和平臺拆除幾個(gè)環(huán)節(jié)。而后錨拉森鋼板樁則僅需按前排鋼板樁進(jìn)行定位、插打、錨具及拉結(jié)。

與傳統(tǒng)錨桿相比，質(zhì)量更為可控。采用錨桿進(jìn)行拉結(jié)，在滿足對前排拉森鋼板樁的質(zhì)量控制的同時(shí)，需要對孔位(坡面縱、橫向±50mm、孔口高程)、鉆孔傾角、水平方向角(孔軸線傾角、孔軸線方位、孔底偏斜在鉆孔深度的3%)、孔徑(設(shè)計(jì)孔徑的+5%，0)、孔深、錨孔清理進(jìn)行把控，尤其需要對注漿情況及注漿體強(qiáng)度進(jìn)行檢查。而后錨拉森鋼板樁則將重點(diǎn)放在鋼板樁質(zhì)量、圍檁及拉結(jié)階段，進(jìn)行嚴(yán)格管控，更有利于質(zhì)量管理。

與傳統(tǒng)錨桿相比，工期更為有序。采用錨桿形式時(shí)，拉結(jié)前注漿需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%方可進(jìn)行，這就使得現(xiàn)場除了錨桿施工本身所需的工序時(shí)長外，對于錨桿灌漿強(qiáng)度的提升需要占用一部分工期。雖然通過合理的流水作業(yè)可以有效地壓縮，但相比于成品鋼板樁而言，可以大大減少施工的時(shí)長，更有利于后續(xù)工作的有序開展。

與傳統(tǒng)錨桿相比，成本更為節(jié)省。傳統(tǒng)的錨桿施工，需要增加錨桿環(huán)節(jié)的施工成本。特別是鉆孔等機(jī)械設(shè)備的使用、錨桿和注漿料的采購、人工費(fèi)的增加，在增加施工成本的同時(shí)，也加大了現(xiàn)場管理與核算的投入力度。而對于后排錨拉式鋼板樁，采用的是與前排指標(biāo)一致的材料進(jìn)行施工，在充分利用鋼板樁自身成品的優(yōu)勢下，對于成本的控制也更為有利。

4.3 施工要點(diǎn)

4.3.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場施工前應(yīng)平整好場地，便于機(jī)械進(jìn)出、移動和施工。施工前需對鋼板樁、工字鋼等材料進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)場后需按材料種類和施工便利的原則進(jìn)行分類和堆放，鋼板樁堆放的地點(diǎn)，要選擇在不會因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦且堅(jiān)固的場地上，并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場，必要時(shí)對場地地基土進(jìn)行壓實(shí)處理。鋼板樁每層堆放數(shù)量一般不超過5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3m～4m，且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2m。

用于基坑臨時(shí)支護(hù)的鋼板樁，主要進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、平直度和鎖口形狀等，新鋼板樁必須符合同廠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)使用的鋼板樁應(yīng)滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，否則在施工前應(yīng)予以矯正。

4.3.2 定位樁施工

開始打設(shè)的起到樣板導(dǎo)向作用的為第一、二塊鋼板樁位置和方向，是后續(xù)施工能否保證精確的基礎(chǔ)，故每打入1m應(yīng)測量一次。因?yàn)楹箦^固是先插打鋼板樁后施工圍檁，所以需嚴(yán)格保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，在打樁前根據(jù)準(zhǔn)確的支護(hù)中線定位放樣點(diǎn)設(shè)置定位樁。

4.3.3 板樁打設(shè)

①拉森鋼板樁用升降機(jī)就位后采用履帶式液壓挖土機(jī)PC-300，在打樁過程中隨時(shí)測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過1%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。施工期間若出現(xiàn)難打的部位或區(qū)域，可采用水刀引孔措施。

②本技術(shù)前后排鋼板樁采用單樁打入法。這種方法是以一塊或兩塊鋼板為一組，從一角開始逐塊（組）插打，直至工程結(jié)束。這種打入方法施工簡便，可不停頓地打，速度快。但單塊打容易向一邊傾斜，誤差積累不易糾正，墻面平直度難控制。在打入初期要緩慢試打，在確認(rèn)樁的位置和角度無誤后，再轉(zhuǎn)為正式打入。

③板樁最后閉合處采用屏風(fēng)式打入法，是將10～20根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，呈屏風(fēng)狀，然后再分批施打。通常將屏風(fēng)墻兩端的一組鋼板樁打至設(shè)計(jì)標(biāo)高或一定深度，并嚴(yán)格控制垂直度，用電焊固定在圍檁上，然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入,一次打入深度一般為0.5m～3.0m。

4.3.4 拉結(jié)設(shè)置

鋼板樁施工順序分兩階段，首先施工前排，施工完成后施打后排錨拉樁。待拉森鋼板樁前后排施工完成或局部施工完成后，進(jìn)行圍檁設(shè)置，圍檁由上下兩個(gè)工字鋼及左右兩個(gè)綴板組合而成。拉結(jié)位于圍檁處，采用圓鋼將前后排鋼板樁有效拉結(jié)。

4.3.5 拔樁

①對于封閉式鋼板樁墻，拔樁開始點(diǎn)距離樁角至少5根以上，可以采用間隔拔除，拔樁順序一般與打樁順序相反。

②拔除鋼板樁前，應(yīng)仔細(xì)研究拔樁順序和拔樁時(shí)間及樁孔處理。否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害。

③拔樁時(shí)，可先用振動錘將板樁鎖口振活以達(dá)到減小土體粘附的目的，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100mm～300mm，再與振動錘交替振打、振拔。有時(shí)，為及時(shí)回填拔樁后的土孔，當(dāng)把板樁拔至比基礎(chǔ)底板略高時(shí)暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續(xù)不超過1.5h。

④對拔樁后留下的樁孔，必須及時(shí)回填處理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料可選擇粗砂或者雙液注漿?；靥顗簩?shí)系數(shù)不小于0.94。

5 結(jié)語

NO.2020 G10地塊項(xiàng)目應(yīng)用后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術(shù)，通過拉森Ⅳ型鋼板樁后側(cè)每間隔一段距離設(shè)置一組同規(guī)格的后排拉錨樁代替?zhèn)鹘y(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索，在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的條件下，減少了拉桿的水平距離，降低了材料的造價(jià)，通過比較計(jì)算共節(jié)約成本約16.36萬元。實(shí)踐表明，通過后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術(shù)，支護(hù)完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，對于狹窄范圍內(nèi)基坑工程中的施工有極大的借鑒意義，此項(xiàng)施工工藝值得大力推廣。