拉森鋼板樁在城市管線基坑支護工程中的應用研究

顧 豐

(東北巖土工程勘察總公司)

1 工程概述

某城市管線工程建設起點為x=43 979.351，y=32 877.763終點為x=44 252.392，y=33 769.97，工程污水管管徑為D500 ～D1 100 mm，總長4 474 m，預留支管管徑為D300 ～D500，總長128 m;截污管管徑為D300 ～D500，總長為152 m;其中包括頂管、拉管、鋼板樁支護埋管等。按污水管埋設的最大深度為最不利因素計算，支護方案按設計圖紙以5.8 m 深度進行設計基坑支護，基坑施工段支護總長度約3 438.6 m。

路線所經過的地貌為珠江三角洲平原區的微丘，地勢起伏不大，但不開闊，魚塘密布。工業區，倉庫，商鋪建筑密集，村落民房距離較近，小山丘地形稍有起伏，植被茂盛。土地類別以菜田、魚塘和旱地為主，其次是山地。

根據本次鉆孔所揭露巖土層情況，按巖、土層的成因，該區上覆第四系土層依次為人工填土(Q4me)、第四系全新統海陸交互相沉積層(Q4mc)淤泥質土、粉質粘土、粉砂、中砂。

2 基坑支護、支撐系統的結構設計

2.1 支護、支撐結構選型

根據巖土工程勘察報告，工程基坑開挖深度范圍的土層主要為填土和淤泥，地質條件差，同時管道基坑深度較大，且不同地段管道基坑底的地質條件不同，需根據不同的形式采用相應的支護方式。工程根據基坑開挖深度，管道地基處理方式，采用了兩種不同的鋼板樁支護方式。

2.2 工程投入的拉森鋼板樁的參數

工程投入的拉森鋼板樁采用III 型拉森鋼板樁，寬400 mm，高170 mm，厚15.5 mm，理論重量68 kg/m，要求拉森鋼板樁無穿孔，修邊調直后方可使用。

拉森鋼板樁之間用HW250 ×250 ×11 ×11 圍檁進行連接，圍檁與每根拉森鋼板樁之間空隙需打入木楔抵緊。轉角需設置專用構件，采用φ300 ×10 鋼管進行內支撐，內支撐水平間距為4.0 m，管道安裝需調整對撐間距并及時回頂。

(1)管道基坑支護方式一

基坑深度＜3 000 mm，采用6 m 長III 型拉森鋼板樁加一道內支撐進行基坑支護，鋼板樁之間采用HW250 ×250 ×11×11 圍檁進行連接，直徑DN300 ×10 的鋼管進行內支撐，支撐距地面1 000 mm。

(2)管道基坑支護方式二

基坑深度＞3 000 mm，基坑深度＜6 000 mm 的情況。采用9 m 長III 型拉森鋼板樁加二道內支撐進行基坑支護，鋼板樁之間采用HW250 ×250 ×11 ×11 圍檁進行連接，直徑DN300 × 10 的鋼管進行內支撐。第一道支撐距地面1 000 mm，第二道支撐距第二道支撐2 000 mm。

3 基坑支護施工工藝及施工程序

鋼板樁采用III 型拉森鋼板樁，鋼板樁之間采用HW250×250×11×11 圍檁進行連接，圍檁與每根鋼板樁之間空隙須打入木楔抵緊，轉角必須設置專用構件。采用直徑φ300×10的鋼管進行內支撐，管道安裝須調整對撐間距并及時回頂。在塊石填充滿且密實度達到95%時拆除塊石墊層處的鋼支撐，然后再吊裝好管道后且回填石屑密實度達到90%以上后方可拆除管道上方的鋼支撐，以此為準，每100 m為一個作業段。

板樁施工的順序。

(1)基線確定:施工員的在基坑邊龍門架上定出軸線，留出以后施工需要的工作面，確定鋼板樁施工位置。在鋼板樁樁位開挖寬1 m 深2 m 溝槽，以便于鋼樁入土，容易達到嵌固深度要求。

(2)定樁位。按順序標明鋼板樁的具體樁位，灑灰線標明。

(3)鋼板樁施打。采用單獨打入法，即吊升第一支鋼板樁，準確對準樁位，振動打入土中，使樁端進入砂層，達到樁深度要求。吊第二支鋼板樁，振動打入土中，如此重復操作，直至基坑鋼板樁帷幕完成。如槽鋼長度不足必需接長，接長時避免相鄰兩樁接頭在同一深度，接頭位置應錯開1 m 以上，且宜間隔放置打樁。

(4)圍檁、支撐。為加強鋼板樁墻的整體剛度，沿鋼板樁墻分段設置圍檁，鋼板樁之間采用HW250 ×250 ×11 ×11圍檁進行連接，直徑DN300 ×10 的鋼管進行內支撐，通過焊接固定于原已打好的鋼板樁上。

(5)板樁的拔除?；右鸦靥钔昙催M行鋼板樁的拔除。因回填后的基坑覆土較深，采用較大型的吊車與振動錘配合來進行鋼板樁的拔除，即利用振動錘產生的強迫振動擾動土質，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊車的作用將樁拔除。

鋼板樁拔除后留下的樁孔，必須即時做回填處理，采用填入法，所用材料為中砂。

4 基坑監測要求

(1)基坑周邊沉降及位移監測。

監測點和控制點均采用鋼筋水泥制作，設置穩固。采用J2光學經緯儀或全站儀觀測水平位移，采用精密水準儀觀測垂直位移。

基坑開挖期間每開挖一層觀測2 次或每天觀測2 次，時間為上午開工前，下午收工后。

(2)土體側向變形監測。

沿基坑周邊每20 m 布設一個測斜孔，測斜孔采用專用PVC 管，管內正交的兩組導向槽，埋入深度以進入弱風化巖為宜。測斜孔埋置時角保其中一組導向槽垂直于基坑邊線，測斜孔與鉆孔壁間的空隙密實填砂并用水泥密封?；娱_挖過程中每開挖支護一層觀測一次。

(3)地下水位監測。

觀測孔成孔口徑φ90，深15 m，全長置入口徑φ48 向鉆眼，外包塑料濾網的PVC 管;PVC 管與鉆孔間隙1 m 以下填礫，深1 m 至孔口填膨潤土并用水泥砂漿抹面;PVC 管口配保護蓋。

基坑開挖施工過程中，每開挖支護一層觀測一次。工程基坑支護結構的最大水平位移允許值，基坑按安全等級二級考慮，最大水平位移允許值為40 mm。各項監測項目在基坑支護施工前應測得穩定的初始值，且不少于2 次。基坑監測完成時間為回填到標高±0.00，從基坑開挖到底面后到基坑回填到標高±0.00 這段時間的觀測間隔時間為7 ～15 d?；颖O測數值如表1 所示。

表1 監測數值

5 結 論

分析了城市管道基坑開挖支護設計方法，針對基坑開挖的不同階段，提出在基坑開挖過程中進行施工監測，通過連續、不間斷的動態沉降觀測和對資料進行及時的統計分析，可以最終達到其指導施工、驗證并完善設計的目的。隨著我國地下工程建設的快速發展，還會有不少的同類型工程，應注意積累相關的數據和工程經驗，在深入研究，總結規律的基礎上，制定相應的規范和標準，更好地為工程建設服務。

［1］建筑地基處理技術規范(JGJ79 －2002)［S］.北京:人民交通出版社，2002.

［2］建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50202 －2002)［S］.北京:人民交通出版社，2002.

［3］李靜. 深基坑支護工程中土壓力的選取與計算［J］. 勘察科學技術，2004，(4).

［4］鄧尚平.深基坑錨桿支護設計計算理論及工程應用［J］. 采礦技術，2002，(4).

［5］易運戰.巖土工程深基坑支護技術的探討［J］.西部探礦工程，2008，(8).