探討鋼板樁支護(hù)施工方法與工藝要求

董曉澤 李迅 高飛飛 隋偉

摘要：該文主要以拉森鋼板樁的施工方法為研究對象，結(jié)合東北亞國際貿(mào)易中心基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)例，對鋼板樁的施工方法展開研究，并其施工方法、施工工序、施工工藝等方面進(jìn)行了詳細(xì)地描述。結(jié)果表明：拉森鋼板樁的連接方式為鋼圍檁，且其與每根鋼板樁之間需要采用木楔抵緊?；谏鲜龇治鎏岢隽讼鄳?yīng)施工技術(shù)方案和流程，希望能夠?yàn)槠渌愃乒こ烫峁﹨⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：施工方法?工藝要求?拉森鋼樁?圍檁

中圖分類號：TU753???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Discussion?on?the?Construction?Method?and?Process?Requirements?of?Steel?Sheet?Pile?Support

DONG?Xiaoze??LI?Xun??GAO?Feifei??SUI?Wei

（China?Construction?Seventh?Engineering?Division?Co.，?Ltd.，?Zhengzhou，?Henan?Province，?450004?China）

Abstract：?Mainly?taking?the?construction?method?of?the?Larssen?steel?sheet?pile?as?the?research?object，?combined?with?the?example?of?the?infrastructure?construction?project?of?Northeast?Asia?International?Trade?Center，?this?paper?studies?the?construction?method?of?the?steel?sheet?pile，?and?describes?its?construction?method，?construction?procedure，?construction?technology?and?other?aspects?in?detail.?Results?show?that?the?connection?mode?of?the?Larssen?sheet?pile?is?steel?enclosing?purlin，?and?that?wooden?wedges?need?to?be?adopted?to?brace?between?it?and?each?steel?sheet?pile.?Based?on?the?above?analysis，?the?corresponding?construction?technology?scheme?and?process?are?put?forward，?hoping?to?provide?reference?for?other?similar?projects.

Key?Words：?Construction?method;?Process?requirements;?Larssen?steel?pile;?Enclosing?purlin

最常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)是鋼板樁，其形式有U型、H型、Z型和直線型[1-2]。其原理是：通過與土體之間的咬合力形成一個(gè)緊密的共同受力體，并在捶打的作用下在深埋地下形成一道鋼板連續(xù)墻，且每個(gè)鋼板樁之間緊密結(jié)合、不留縫隙，可以有效抵抗外界的水侵襲和土壓力，使得深基坑不會產(chǎn)生大變形而導(dǎo)致建筑物倒塌[3]。但是，當(dāng)基坑深度過大（7?m）時(shí)會導(dǎo)致鋼板樁之自身也會發(fā)生形變，使得其自身的承載力下降[4]。因此，鋼板樁也被廣泛使用在較深（深度小于7?m）的基坑施工中。

1?鋼板樁施工方法與工藝要求

1.1?支護(hù)和支撐結(jié)構(gòu)的選型

由于設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)初期需要對溝槽周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行勘探，發(fā)現(xiàn)了該工程周圍巖土體主要是由雜填土和面砂組成，復(fù)合巖土體的力學(xué)性質(zhì)極差，且由于溝槽的開挖深度較大，使得開挖的溝槽工程需要選用合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，由于溝槽開挖的寬度也大，整個(gè)溝槽所面臨的地質(zhì)條件也有所差異，這就導(dǎo)致不同區(qū)域溝槽開挖工程所選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)也會有所差異?；悠马?shù)孛??m范圍內(nèi)做硬鋪裝并做好擋水圍堰、散水坡、安全防護(hù)網(wǎng)、警示紅燈。

1.1.1?管道溝槽支護(hù)形式一

在進(jìn)行管道溝槽施工時(shí)，其支護(hù)形式是變的。現(xiàn)在描述管道溝槽支護(hù)的第一種形式1：0.33放坡開挖，這種形式是在深度小于4.5?m時(shí)采用。

1.1.2?管道溝槽支護(hù)形式二

現(xiàn)在描述管道溝槽支護(hù)的第二種形式采用拉森鋼板樁加一道內(nèi)支撐的方式，此時(shí)鋼板樁的長度為9?m，且內(nèi)支撐采用型鋼腰梁，這種形式是在深度范圍是在4.5～6?m之間時(shí)采用，支撐距自然地面清除雜填土后標(biāo)高下0.5?m處。溝槽支護(hù)剖面示意如圖2所示，其中4.50?m

1.1.3管道溝槽支護(hù)方式三

現(xiàn)在描述管道溝槽支護(hù)的第三種形式采用拉森鋼板樁加二道內(nèi)支撐的方式，此時(shí)鋼板樁的長度為9?m，且內(nèi)支撐采用型鋼腰梁，這種形式是在深度范圍是在6～8?m之間時(shí)采用，支撐距自然地面清除雜填土后標(biāo)高分別為0.5?m和3.8?m處。溝槽支護(hù)剖面示意如圖3，其中6.0?m

1.1.4檢查井支護(hù)方式

檢查井支護(hù)平面布置圖和剖面圖如圖4。

1.2拉森鋼板樁的使用參數(shù)

采用Ⅳ型拉森鋼板樁，H（高）=170?mm，L（寬）=400?mm，d（厚）=15.5?mm[5-6]。具體參數(shù)如表1所示。

一般情況下，需要采用鋼圍檁來連接鋼板樁，且其與鋼板樁之間需要采用木楔抵緊。同時(shí)，需要采用再采用H型鋼斜撐對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。其余具體尺寸見表1。

1.3?鋼板樁支護(hù)施工工藝及施工程序

1.3.1鋼板樁施工的一般要求

（1）鋼板樁的插入位置需要按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行定位；同時(shí)雨污水管道及檢查井、沉泥井位置也要需要與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行復(fù)核，且需要與鋼板樁的插入位置相適應(yīng)。

（2）在溝槽中設(shè)置的鋼板樁數(shù)量要滿足設(shè)計(jì)要求，而布置形狀和規(guī)律要滿足垂直整齊的規(guī)定，在轉(zhuǎn)角處盡量不設(shè)置鋼板樁，否則轉(zhuǎn)角需要規(guī)則，進(jìn)而使得鋼板樁更好地起到支撐的作用。

（3）在鋼板樁和溝槽的施工過程中，所有材料的運(yùn)輸、安裝等操作都不能碰撞鋼板樁，且不可以拆除任何位置處的鋼板樁來方便材料的運(yùn)輸，以及施工人員不能依靠在鋼板樁上休息。

（4）當(dāng)鋼板采用鎖口式防水構(gòu)造時(shí)，沉樁前應(yīng)在鎖口內(nèi)嵌填止水材料。

（5）鋼板樁樁體不應(yīng)彎曲，鎖口不應(yīng)有缺損和變形。

（6）設(shè)置在鄰近建（構(gòu)）筑物及地下管線的鋼板樁，按照設(shè)計(jì)要求需要采用靜力壓樁法展開施工，且在施工的過程中需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測鋼板樁的壓樁速率，保證壓樁速率在合理范圍內(nèi)。

1.3.2鋼板樁施工的順序

準(zhǔn)備工作→通過圖紙將樁的位置確定→按照順序依次打樁→檢查樁的位置是否有偏差→糾正→加固裝置安裝→拔樁。

1.3.3板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放

（1）鋼板樁的檢驗(yàn)：將鋼板樁使用在溝槽施工中，需要提前對鋼板樁的材質(zhì)等進(jìn)行檢測，保證鋼板樁的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求且無外觀缺陷，對于不符合要求的鋼板樁需要進(jìn)行一定矯正，無法矯正的鋼板樁需要回廠。具體的外形尺寸及截面特征如表3所示。有效寬為400?mm、有效高度為170?mm、腹板厚度為15.5?mm、截面面積為242.5?mm2、理論重量為190.4?kg/m、慣性矩為38?600?cm4 和截面模量為2?270?cm3。

（2）鋼板樁吊運(yùn)：需要在鋼板樁的兩端設(shè)置捆綁點(diǎn)來吊裝鋼板樁，且每次吊裝鋼板樁時(shí)的數(shù)量不宜過多，進(jìn)而避免鋼板樁在鎖口位置處的損傷。通常情況下，鋼板樁的吊裝需要采用鋼索捆扎或者特定吊具材料。

（3）鋼板樁堆放：在鋼板樁堆放位置應(yīng)該提前采用素混凝土進(jìn)行場地的硬化，且場地的位置應(yīng)該不會在大重力作用下產(chǎn)生沉降變形；同時(shí)，需要考慮鋼板樁便于運(yùn)到施工現(xiàn)場。但是在堆放鋼板樁時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。

①需要著重考慮運(yùn)到施工現(xiàn)場的便利性。

②對于相同的鋼板樁需要放在同一區(qū)域，且需要有安全標(biāo)志提示人員。

③對于鋼板樁的安放位置需要按照設(shè)計(jì)預(yù)留的地方安置，以及不允許堆放高度超過5根鋼板樁的厚度且2?m；同時(shí)，每一層中間需要鋪設(shè)枕木

1.3.4測量定位

在開展該項(xiàng)工作前需要將地表的雜土清理干凈，使得基坑表面完全暴露，采用由測繪人員將把鋼板樁位置固定，使得所有鋼板樁位置在同一條的軸線上。

1.3.5鋼板樁施打

（1）通常采用吊機(jī)來對鋼板樁進(jìn)行振動(dòng)壓入，且鋼板樁的壓入位置處需要避免地下建筑物和管線的損壞。

（2）對于鋼板樁需要逐一進(jìn)行檢查，避免后期帶來的事故隱患。

（3）在鋼板樁壓入之前，所有鎖扣位置處都應(yīng)該采用油脂進(jìn)行涂抹，來減小鋼板樁壓入帶來的摩擦力。

（4）鋼板樁應(yīng)該垂直壓入，即使鋼板樁斜入土體，它進(jìn)入土體的角度也不能大于2%，否則需要將鋼板樁拔出后重新按照要求壓入。

（5）采用屏風(fēng)式打入法開展鋼板樁的施工，保證在施工中鋼板樁不會發(fā)生屈曲、扭轉(zhuǎn)、傾斜等現(xiàn)象。

（6）需要按照設(shè)計(jì)要求壓入鋼板樁，且鋼板樁的入土深度不宜小于2?m以及保證板樁順利合攏。

1.3.6圍檁安裝

一般情況下，可以將鋼圍檁稱為鋼圍令，多采用長度一致且型號一致的型鋼拼接而成，但是在拼接的過程中需要保證拼接的質(zhì)量（滿足設(shè)計(jì)要求），使得所有拼接的型鋼都可以共同受力。鋼圍檁之間的需要設(shè)置鋼楔塊來固定鋼支撐作用和傳遞荷載的作用。

（1）鋼圍檁的制作。

圍檁位置開挖露出后現(xiàn)場測量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外形尺寸，按照設(shè)計(jì)要求制作鋼圍檁，鋼圍檁的加工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）構(gòu)件的連接。

①鋼板樁的支撐體系需要采用焊接的方式連接（通常采用平接焊接的方式），且支撐體系上加設(shè)400?mm長度的連接鋼板。

②焊縫高度不小8?mm。

③需要采用大型吊車對鋼圍檁進(jìn)行安裝，且需要配備吊裝所需要所有工種的人員。在此結(jié)構(gòu)安裝之前需要對所有設(shè)施和施工工序進(jìn)行一一檢查，保證在施工過程中不會出現(xiàn)安全隱患。同時(shí)，在后續(xù)鋼支撐的安裝過程中也需要通過人工積極配合，且需要保證支撐結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩者之間的相互垂直的關(guān)系。

（3）鋼牛腿。

一般情況下，此結(jié)構(gòu)的安裝需要槽鋼先焊接后拼裝，必須使得牛腿在拐角處相互垂直，進(jìn)而可以達(dá)到實(shí)際工程要求的穩(wěn)定性。

（4）鋼支撐規(guī)定與措施。

在吊裝鋼板樁支撐材料時(shí)需要在其兩端捆綁吊裝裝置，且捆綁點(diǎn)之間的距離最佳為0.2倍的鋼板樁長度。同時(shí)，鋼板樁的需要有以下要求：支撐后兩端高度差不宜大于20?mm、支撐長度為鋼板樁長度的1/600、撓度不超過鋼板樁長度的1/1?000。

（5）支撐體系的安裝要點(diǎn)。

①在安裝鋼板樁時(shí)需要時(shí)刻注意鋼板樁與下級施工工序之間的關(guān)系，它的安裝也要考慮到材料運(yùn)輸?shù)姆奖阈?，且鋼板樁的施工和下一級施工工序的時(shí)間和不宜超過8?h；同時(shí)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)單位的要求來安裝鋼板樁，使得鋼板樁的受力均勻合理。

②需要按照分節(jié)對上述支撐體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，即需要適應(yīng)基坑斷面的變化。

（6）鋼支撐的安裝容許誤差。

①標(biāo)高：30?mm，水平偏差：30?mm。

②支撐兩端的標(biāo)高差<20?mm，水平面偏差

③支撐的撓曲度≤L/1?000。

④支撐端面與軸線垂直偏差<1.5?mm。

⑤鋼支撐的軸線偏心≤20?mm。

（7）保護(hù)的措施。

①內(nèi)支撐的安裝達(dá)到設(shè)計(jì)的要求時(shí)，才可以開挖他的下方土方。

②挖土機(jī)不得與其余車輛發(fā)生接觸，且不能在鋼板樁上放置重物。

③在開挖溝槽時(shí)需將土方堆放在遠(yuǎn)離基坑的地方。

④施工時(shí)需要對基坑內(nèi)部的變形等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證基坑不會出現(xiàn)大變形以及鋼板樁的支撐力滿足設(shè)計(jì)要求。

（8）鋼支撐體系在安裝過程中需要注意的安全措施。

①一般基坑開挖時(shí)需要注意支撐體系結(jié)構(gòu)的安裝時(shí)間不宜超過20?h。

②需要采用焊接的方法來對三角托架與鋼支撐支托進(jìn)行連接，且必須滿足焊接和鋼結(jié)構(gòu)兩個(gè)施工要求，才能對此鋼支撐體系驗(yàn)收。

③必須安裝墜落的措施，且防墜落的措施與鋼支撐的夾角應(yīng)該控制在30°～60°之間。

④在支撐體系結(jié)構(gòu)的端部連接防墜落措施，以及不允許在端頭安裝鋼絲繩套。

1.3.7?鋼板樁拔除

在上述所有施工工序完成之后，需要對壓入的鋼板樁進(jìn)行拆除工作。由于鋼板樁需要重復(fù)使用，故需要在拆除過程中注意以下事項(xiàng)。

（1）需要按照設(shè)計(jì)要求和施工順序來確定出鋼板樁的起拔點(diǎn)，拆除鋼板樁的順序與壓入它的順序最好保持一致。

（2）在拆除鋼板樁時(shí)，由于其與周圍土形成了一個(gè)整體且整體的摩擦力較大，不容易拔出，故可以采用振動(dòng)錘將鎖扣位置處振松；也可以采用柴油錘與振動(dòng)錘交替使用。

（3）一般振動(dòng)錘在起重機(jī)的吊裝下來振動(dòng)鋼板樁，它的荷載應(yīng)該逐漸增大。

（4）振動(dòng)錘額定功率應(yīng)該小于電源約1/4。

（5）對于難拆除的鋼板樁，需要采用間歇使得振動(dòng)拔出的方式，一次的時(shí)間為0.25?h，間歇時(shí)間不宜超過1.5?h。

2結(jié)語

綜上所述，在開展鋼板樁施工的過程中，把握好鋼板樁施工方法與工藝要求是非常重要的。該文基于上述分析提出了相應(yīng)施工技術(shù)方案和流程，希望能夠?yàn)槠渌愃乒こ烫峁﹨⒖肌?/p>

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