淺析拉森鋼板樁在水利工程基坑支護(hù)中的應(yīng)用

吳佳龍

（江西精諾檢測(cè)有限公司，南昌 330200）

0 引 言

在水利圩堤施工建設(shè)中防洪墻施工難度較大，影響施工質(zhì)量的因素比較多，選擇合適的基坑支護(hù)施工技術(shù)，有利于水利圩堤防洪墻施工任務(wù)順利完成。適用于防洪墻基坑支護(hù)施工的技術(shù)比較多，如鉆孔灌注樁、噴射混凝土、錨桿支護(hù)、拉森鋼板樁等，相比于其他施工技術(shù)，拉森鋼板樁既能形成一個(gè)穩(wěn)定的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，又能起到良好防滲漏、防沖擊效果，能夠很好的滿足水利圩堤防洪墻基坑支護(hù)施工的要求。以下對(duì)在南康堤防洪墻基坑支護(hù)施工中，采用了拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 工程概述

南康堤位于鄱陽(yáng)湖北岸的廬山市縣城城南，著名旅游圣地廬山南麓，三面臨水，隔湖與都昌、吳城相望。圩堤堤線全長(zhǎng)3.692km，為保護(hù)廬山市城的圩堤。該圩堤是鄱陽(yáng)湖區(qū)二期防洪工程的15 座重點(diǎn)圩堤之一，工程等級(jí)Ⅱ等。工程建設(shè)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)圩堤的除險(xiǎn)加固，提高保護(hù)區(qū)內(nèi)農(nóng)田和居民及廬山市的抗洪能力。防洪墻工程位于鄱陽(yáng)湖大道段，全長(zhǎng)1.37km，位于樁號(hào)鄱湖0+000～鄱湖1+370，防洪墻開(kāi)挖深度為4.5m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為防止施工過(guò)程中基坑坍塌，擬在沿防洪墻基坑開(kāi)挖邊坡外進(jìn)行拉森型鋼板樁支護(hù)，支護(hù)完成后沿鋼板樁邊線進(jìn)行開(kāi)挖，U 型拉森鋼板樁樁長(zhǎng)9m，型號(hào)為：Q359BSY295；幅寬：400mm，厚度170mm，鋼板樁嵌入土層約4.5m。

2 拉森鋼板樁基坑支護(hù)施工中要點(diǎn)

2.1 對(duì)拉森鋼板樁的保護(hù)

拉森鋼板樁自身結(jié)構(gòu)質(zhì)量，直接關(guān)系到防洪墻基坑支護(hù)的效果和質(zhì)量，在南康堤施工中，采用了U 型拉森鋼板樁，其長(zhǎng)度達(dá)到9m，前期保護(hù)難度大，如何有效保障拉森鋼板樁在使用前不破壞，是本工程施工的重點(diǎn)。為解決這一問(wèn)題，需要從質(zhì)量檢驗(yàn)、吊裝、堆放的角度入手，對(duì)拉森鋼板樁進(jìn)行保護(hù)。

質(zhì)量檢驗(yàn)：從材質(zhì)檢驗(yàn)、外觀檢驗(yàn)兩個(gè)方面入手，對(duì)質(zhì)量不合格的拉森鋼板樁進(jìn)行矯正和處理，若破損嚴(yán)重，需要及時(shí)更換新的拉森鋼板樁，以降低后期打樁的難度，并提升支護(hù)效果。質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容包括：表面缺陷、長(zhǎng)度、寬度、厚度、鎖口形狀等。

吊裝：裝卸的鋼板樁時(shí)，使用二點(diǎn)吊法。在吊裝過(guò)程中，一次吊裝的鋼板樁數(shù)量不能太多，要注意防止鎖頭損壞。吊裝方法有成捆吊裝和單桿吊裝兩種。成捆吊裝一般使用鋼索捆綁，而單根吊裝則經(jīng)常使用特殊的吊具[1]。

堆放：鋼板樁堆場(chǎng)應(yīng)選在平整結(jié)實(shí)，不易受重力影響，且易于運(yùn)輸至樁基現(xiàn)場(chǎng)的地方。堆放的次序，位置，方向，平面布局等，都要為日后的施工提供便利。板樁應(yīng)該按照型號(hào)、規(guī)格和長(zhǎng)度分別堆放，并在堆放的地方放置標(biāo)志和說(shuō)明，板樁應(yīng)該進(jìn)行分層堆放，每一層堆放的數(shù)量通常不會(huì)超過(guò)5 根，在每一層之間都要鋪上枕木，并且要保證墊木的間隔。通常3～4m，上下兩層墊板在一條豎線上，堆放的總高度≤2m。

2.2 注重導(dǎo)架安裝質(zhì)量的控制

在進(jìn)行拉森鋼板樁施工中，如何有效保證沉樁軸線位置準(zhǔn)確以及拉森鋼板樁豎直度是施工的另一難點(diǎn)。在案例工程施工中，為有效控制拉森鋼板樁打入的準(zhǔn)確性，防止拉森鋼板樁屈曲變形，提升樁體的貫入能力，設(shè)置了具有一定強(qiáng)度、剛度的導(dǎo)架[2]。為提升導(dǎo)架的穩(wěn)定性，需要能夠和第一層圍檁配合使用，以保證拉森鋼板樁打入的精度。在進(jìn)行導(dǎo)架安裝中，需要高度重視以下3 點(diǎn)：

1）選擇經(jīng)緯儀和水平儀相互聯(lián)合的方法，對(duì)導(dǎo)梁的位置進(jìn)行有效的控制和調(diào)整；

2）導(dǎo)梁的高度要和防洪墻深基坑的高度相適應(yīng)，以控制拉森鋼板樁的施工高度，提升施工效率；

3）導(dǎo)梁嚴(yán)禁隨著拉森鋼板樁的打設(shè)，出現(xiàn)不均勻下沉和結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題。

2.3 嚴(yán)控拉森鋼板樁施打效果

采用帶有振動(dòng)錘的吊車進(jìn)行施打，施工前必須對(duì)地下管道、構(gòu)筑物等進(jìn)行詳細(xì)確認(rèn)，并仔細(xì)確定支撐樁中線。在打樁之前，應(yīng)逐個(gè)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，將普通板樁的聯(lián)接鎖口腐蝕嚴(yán)重、變形嚴(yán)重及時(shí)清除，不合格的要進(jìn)行修理。在打樁之前，在板樁的鎖口內(nèi)涂油脂，方便后期拔出。在打樁時(shí)，要時(shí)刻對(duì)每一根樁柱的傾斜程度進(jìn)行檢查，確保其斜度≤2%，如果傾斜程度太大，無(wú)法采用拉齊方法調(diào)正時(shí)，應(yīng)立即拔出，重新進(jìn)行打樁[3]。板樁施打過(guò)程中，采取屏風(fēng)式打入法施工。該方法在施工過(guò)程中，不會(huì)造成鋼板樁的屈曲、扭轉(zhuǎn)、傾斜及墻面的凹陷，且施工的精確性高，容易實(shí)現(xiàn)密閉施工。在具體施打時(shí)，需要先將10～20 根鋼板樁成列地插在導(dǎo)向框架中，形成屏風(fēng)狀，然后進(jìn)行打樁。一般情況下，要將屏風(fēng)墻兩端的一組板樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高或一定的深度，且要對(duì)其豎直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并用電焊將其固定在圍檁上，在中間的位置，按照順序分1/3 或1/2 板樁高度打入。

屏風(fēng)式打入法的順序可分為正序、逆序、往復(fù)序、中分序、中和序、組合序等。施工次序?qū)Π鍢兜拇怪倍?、位移、軸向膨脹、板樁墻的凸起和成樁效果有較大的影響。施打順序直接關(guān)系到拉森鋼板樁施工的成敗。在本工程施工中，當(dāng)屏風(fēng)墻兩端已經(jīng)打設(shè)的拉森鋼板樁呈現(xiàn)出逆向傾斜時(shí)，需要采用正向施打順序，反之則采用逆向施打順序[4]。當(dāng)屏風(fēng)墻的兩端拉森鋼板樁具有良好的垂直度時(shí)，為加快施工速度，可采用往復(fù)順序進(jìn)行施打。若拉森鋼板樁的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí)，可采用組合式施打順序。選用的原則為：對(duì)于已經(jīng)在屏風(fēng)墻兩側(cè)打好的鋼板樁，如果是反向的，無(wú)論選擇何種施打順序，拉森鋼板樁打設(shè)的公差標(biāo)準(zhǔn)要滿足表1 中的規(guī)定。

表1 板樁打設(shè)的公差標(biāo)準(zhǔn)表

2.4 拉森鋼板樁施工防滲漏處理

在水利圩堤防洪墻基坑支護(hù)中采用拉森鋼板樁施工中，防滲漏是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是本工程施工難點(diǎn)和重點(diǎn)。在進(jìn)行拉森鋼板樁施工中防滲主要是通過(guò)鎖口自身的密實(shí)性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，若鎖口自身就存在密實(shí)度不足的問(wèn)題，一旦遇到外側(cè)水壓過(guò)大問(wèn)題，拉森鋼板樁圍堰會(huì)出現(xiàn)滲漏情況，為解決這一問(wèn)題，本工程采取了如下防滲漏處理措施。

1）為提升拉森鋼板樁防滲漏效果，需要注意對(duì)鎖口位置的檢查和加固，在正式施工前，要選擇相同型號(hào)的短鋼板樁進(jìn)行鎖口滲漏試驗(yàn)，以便檢查拉森鋼板樁鎖口位置的松緊長(zhǎng)度，無(wú)論是過(guò)松或者是過(guò)緊，都會(huì)引起滲漏問(wèn)題。因此，在進(jìn)行拉森鋼板樁施打前，需要在鎖口位置涂抹一層黃油，并且在施打中需控制好垂直度，絕不可強(qiáng)行施打，導(dǎo)致鎖口發(fā)生損壞。

2）拉森鋼板樁施工完成之后，還需要進(jìn)行小范圍的防滲處理，積水抽出后，若發(fā)現(xiàn)拉森鋼板樁鎖口位置存在滲漏問(wèn)題，但滲漏水不是非常嚴(yán)重時(shí)，可選擇破棉絮對(duì)滲漏位置進(jìn)行封堵[5]。

3）針對(duì)施工完成后出現(xiàn)的大型滲漏問(wèn)題，可采用快速堵漏劑對(duì)鎖口進(jìn)行封堵，若滲漏特別嚴(yán)重，需要在拉森鋼板樁圍堰滲漏外側(cè)安放砂帶進(jìn)行封堵，內(nèi)側(cè)需要用板條、棉絮等進(jìn)行內(nèi)嵌封堵。

4）拉森鋼板樁轉(zhuǎn)角位置是防滲漏的重點(diǎn)，本工程采用角樁進(jìn)行連接，若連接的緊密性不足，容易發(fā)生流砂問(wèn)題，需要進(jìn)行壓密注漿處理，注漿數(shù)量不能＜3～4 根拉森鋼板樁。

2.5 拉森鋼板樁的拔出

當(dāng)水利圩堤防洪墻基坑回填完成后，要及時(shí)拔出拉森鋼板樁，以便重復(fù)利用，在拔出前，需要制定科學(xué)的拔出方案，選擇合適的拔出時(shí)間。否則會(huì)由于拔出振動(dòng)的影響，引起地面沉降、位移等問(wèn)題，影響既有地下構(gòu)筑物的穩(wěn)定性和安全性[6]。本工程在進(jìn)行拉森鋼板樁拔出時(shí)采用了振動(dòng)錘拔樁法，通過(guò)振動(dòng)錘形成的強(qiáng)迫振動(dòng)，擾動(dòng)土層，破壞拉森鋼板樁周圍土的粘聚力，降低拔樁阻力，再通過(guò)吊車拔出。在進(jìn)行拔樁操作時(shí)，需要注意的問(wèn)題的是針對(duì)封閉式拉森鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)需要離開(kāi)角樁至少5 根以上，并采用跳拔法進(jìn)行拉拔。拔樁與打樁的順序相反。針對(duì)比較難以拔出的拉森鋼板樁，可先用柴油錘將其振動(dòng)100～300mm，再用振動(dòng)錘進(jìn)行振拔。

3 施工效果分析

在案例工程水利圩堤防洪墻基坑支護(hù)施工中采用了拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)，取得了良好效果。形成支護(hù)體系之后，垂直度誤差在2%以內(nèi)，沿著基坑軸線方向墻面左右的允許偏差在300mm 以內(nèi)，拉森鋼板樁鎖口緊密，止水效果好，沒(méi)有發(fā)生滲漏問(wèn)題。為水利圩堤防洪墻基坑其他工序的施工營(yíng)造另一個(gè)良好的條件，保障了施工任務(wù)順利完成，值得類工程參考借鑒。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合實(shí)際案例，分析了基于拉森鋼板樁的水利圩堤防洪墻基坑支護(hù)施工。水利圩堤防洪墻基坑支護(hù)范圍大，止水要求高，而且對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性有嚴(yán)格要求。對(duì)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果有很高的要求[7-8]。在南康堤防洪墻基坑支護(hù)施工中，采用了拉森鋼板樁施工技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，從注意對(duì)拉森鋼板樁的保護(hù)、注重導(dǎo)架安裝質(zhì)量的控制、嚴(yán)控拉森鋼板樁施打效果、拉森鋼板樁施工防滲漏處理、拉森鋼板樁的拔出五個(gè)方面同時(shí)入手，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利圩堤防洪墻基坑的有效支護(hù)，取得了良好的施工效果，可為類似工程施工提供施工檢驗(yàn)和參考指導(dǎo)。