淺談鋼板樁在電力線路基礎中的應用

賈建春，趙寅生

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

1 前言

鋼板樁近年在我國各地的應用越來越多，需求量也越來越大，它具有高強、輕質、隔水性好、使用壽命長、安全性高、對空間要求低、環保效果顯著等優點，加之施工簡單、工期短、建設費用低，因此鋼板樁的用途相當廣泛。

2 工程概況

山西省冶峪－小店I回220 kV線路工程位于太原市城郊繁華地帶，新晉祠公路東側。晉祠公路是該市的主干道路，人流和車流量大，周圍廠礦林立。本工程工期緊，施工難度大。本工程原設計鋼管塔基礎為灌注樁，但由于在帶電線路下方無法進行大型機械施工，經專家論證改為大開挖基礎。基礎底板6.6 m×6.6 m，埋深5.7 m。

3 本工程沿線巖土工程條件

地質條件較差，地下水位較高，根據地質勘察報告，線路沿線地層主要為第四系全新統人工填土層（Q4ml）及沖洪積地層（Q4ml＋PL）。具體為：

（1）層雜填土層（Q4ml）：黃褐色或灰黑色、松散、稍濕，上部較硬，下部較軟，由建筑垃圾及生活垃圾組成，上部含少量黏性土，下部黏性土含量較高。一般層厚約0.8～3.1 m，為第四系全新統人工填土層，承載力標準值fk＝80 kPa。

（2）層粉質黏土（Q4ml＋PL）：灰黃－褐黃色、軟塑－可塑、濕，一般層厚約5.7～7.9 m，層中夾有薄層粉細沙透鏡體，灰黃－褐黃色，松散、飽和。厚度為0.6～3.3 m。為第四系全新統沖洪積地層，承載力標準值fk＝130 kPa。

（3）線路沿線地下水位埋深較淺，一般埋深為2.0～3.6 m，年幅為1.5 m。

（4）根據設計部門提供的資料和施工現場核實，本工程G1～G4基礎西側5 m為新晉祠路，標高＋4.5 m。G3南側3 m為墳地，標高為＋1 m。存在軟土處理復雜、施工場地狹窄等問題。

4 施工方案的選擇

本工程基槽開挖深度約6.2 m，寬度為7.6 m×7.6 m。根據工程地質勘察資料，開挖范圍內主要為人工填土和飽和粉質黏土，由于開挖深度較大，加上周圍建筑物多且密集，緊鄰新晉祠路，墳墓地下構筑復雜等狀況，不能采用放坡形式開挖，只能采用基坑支護，若處理不當則無法保證基坑兩側的穩定，可能引起墳墓整體滑坡、新晉祠路面塌陷等嚴重后果，因此必須采取可靠而有效的基坑支護處理。

通過對多種基坑支護方案的具體分析和比較，特別是考慮造價、工期、施工難度和安全性等因素，認為采用鋼板樁支護具有操作簡單、對周圍影響小、安全性好、效率高、節約投資等的明顯優點，參與施工各方一致同意采用鋼板樁加內支撐的支護方案，打設鋼板樁后在樁頂及以下共設置兩道型鋼支撐，以保證鋼板樁不受到傾覆破壞。

5 鋼板樁施工工藝

5.1 鋼板樁的檢驗與堆放

5.1.1 鋼板樁的檢驗

由于本工程鋼板樁主要用于基坑的臨時支護，選用9 m鋼板樁，故不需進行材質檢驗而只對其做外觀檢驗，以便對不符合形狀要求的鋼板樁進行矯正和篩選，以減少打樁過程中的麻煩。外觀檢驗包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、平直度和鎖口形狀等內容，即：①清除鎖口內雜物，對缺陷部位進行修理；②為確保每片鋼板樁兩側的鎖口平行，應進行寬度檢查，使每片鋼板樁的寬度都在同一寬度規格內，超出允許偏差的鋼板樁應盡量不予采用；③對于樁身殘缺、臟污、鐵銹、卷曲等都要進行全面檢查，并采取相應措施，以確保正常使用；④鎖口潤滑及防滲措施：對于檢查合格的鋼板樁，為保證其在施工過程中順利插拔和提高使用時的防滲性能，每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油。

5.1.2 鋼板樁的堆放

鋼板樁的堆放地點要選擇在不會因重壓而發生較大沉陷變形的平坦堅固的場地上，并便于運往打樁施工現場。堆放時應注意：①堆放的順序、位置、方向和平面布置等應便于后續施工；②按型號、規格、長度分別堆放，并在堆放處設置標牌說明；③應分層堆放，每層堆放數量一般不超5根，各層間每隔3～4 m墊以枕木，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放總高度不宜超過2 m。

5.2 鋼板樁施工順序

按施工圖確定基線—探明地下障礙物—確定樁位—平整施工機械行走道路—將樁吊起放至樁位上并固定好—樁垂直度校正—將樁打入1.5～2 m，再次校正后打至設計標高—焊接支撐—挖土—焊接支撐2—基礎施工—回填土—拔除鋼板樁。

5.3 鋼板樁的打入

鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一。鋼板樁施工要正確選擇打樁方法和打樁機械，以便使打入后的板樁墻有足夠的剛度和良好的擋土作用，且板樁墻面平直，以滿足基礎施工的要求。

5.3.1 打樁機械和使用材料

根據工程場地特點，結合鋼板樁的特性和施工方法進行考慮，采用長9 m、寬0.4 m、厚度0.1 m工字鋼。打拔樁機為挖掘機（KAT01250）加振動錘改裝而成，振動錘為日本產 NPK－HP－7SXB型，激振力200 kN。

5.3.2 鋼板樁施工

（1）為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直性，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，采用經緯儀和水平儀控制，根據線路方向和基礎開挖范圍用工程線及白灰定出開挖基準線。

（2）鋼板樁打入前應沿開挖基準線方向挖一條寬0.5 m、深1.0 m的溝，以探明地下障礙物及管線位置，并緩沖鋼板樁錘擊時對地下管線的振動。

（3）由于本工程鋼板樁長度在10 m以內，且精度要求不太高，故可采用單獨打入法，即從一邊開始逐塊插打，每塊鋼板施打過程中不得停頓。樁機行走路線短，施工簡便，打入速度快，但由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，墻面平直度較難控制。主要控制措施如下：①根據測量人員定出的開挖基準線，在基坑外側設置導向樁，然后掛繩線作為鋼板樁的軸線的導線，打樁時利用導線控制鋼板樁的軸線；②吊起鋼板樁，人工扶正就位，在打入過程中隨時測量監控，控制每塊樁傾斜度＜2%，需在縱橫方向各設置1臺經緯儀進行監控，一旦發現偏差則進行糾正處理，若偏斜過大而無法拉直調正時應拔起重打；③單樁逐根連續施打，注意樁頂高程不宜相差過大。

5.3.3 鋼板樁質量要求

鋼板樁質量要求：①樁的垂直度控制在1%以內；②樁底高程誤差控制在10 cm左右；③沉樁要連續，不允許出現不連鎖現象；④樁的平面位移控制在15 cm以內。

6 鋼板樁的內支撐

根據現場情況，打完樁后在內側距離樁頂1 m處設置一道15 cm寬的槽鋼作為橫向水平鋼支撐，基坑開挖后，挖至預定深度6 m時，設置第2道橫向水平鋼支撐。鋼支撐與鋼板樁之間連接處使用鋼板加角鋼焊接固定，然后再進行分段開挖至坑深。

7 挖土施工

挖土施工：①土方開挖應分段分區連續施工，并對稱開挖；②施工通道應鋪鋼板以擴散壓力，減小側壓力；③基坑周邊2 m范圍內嚴禁堆載；④地面及坑內設排水措施，基坑內兩側設排水明溝集中排水，保持基坑內無水，便于挖土；⑤開挖過程中注意支護體系的變形觀察；⑥基坑內作業時，有專職安全員負責安全檢查。

8 鋼板樁的拔除

完成基礎施工和基坑回填后，才可拔出鋼板樁，事先仔細研究拔樁方案、順序和時間，否則會因拔樁的振動影響以及拔樁帶土過多而引起地面沉降和位移，給已施工的地下結構帶來危害，并影響臨近原有建（構）筑物或地下管線的安全。

拔樁方法：本工程可采用振動錘拔樁（采用挖掘機（KAT01250）加振動錘改裝而成，振動錘為日本產NPK－HP－7SXB型，激振力200 kN）。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黏聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將其拔除。

拔樁時需注意以下事項：①拔樁起點和順序：拔樁起點應離開角樁5根以上。可根據沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。②振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的黏附，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振100～300 mm，再與振動錘交替振打、振拔。③起重機應隨振動錘的啟動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。④供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的1.2～2.0倍。

如鋼板樁拔不出，可采用以下措施：①用振動錘再復打一次，以克服與土的黏著力及咬口間的鐵銹等產生的阻力。②按與板樁打設順序相反的次序拔樁。③板樁承受土壓一側的土較密實，在其附近并列打入另一根板樁，可使原來的板樁順利拔出。④在板樁兩側開槽，放入膨潤土漿液，拔樁時可減少阻力。

9 鋼板樁土孔處理

拔出的鋼板樁應進行回收和調直，對拔樁后留下的樁孔，必須及時回填處理。回填的方法采用填入法，填入法所用材料為石屑或中粗砂。

10 變形觀測

10.1 鋼板樁的變形觀測

設置專職人員在土方開挖期間和開挖后對鋼板樁進行檢查和觀測，主要是巡查和使用水準儀、經緯儀觀測沉降和水平位移，并做好觀測資料記錄。

10.2 基坑周圍建筑物的監測

本工程對基坑周邊20 m范圍內的建（構）筑物進行監測，包括房屋、道路等加強監測力度。對主要的和存在危險的建（構）筑物，每天進行沉降觀測并做好資料記錄；施工前了解清楚周邊建（構）筑物的沉降和變形情況，如有必要可對個別房屋進行鑒定，以免在施工期間造成不必要的糾紛和損失。

11 安全措施

（1）在施工現場堆放石塊，當鋼板樁出現位移或基底隆起現象時作應急回填之用，以確保施工安全。

（2）當變形觀測出現異常現象時，應立即停止施工并通知有關單位處理，經采取措施排除隱患后才可復工。

12 結束語

在城市電網改造工程中，常會遇到施工場地狹窄、建筑物距離近及地下管線多等困難，往往難以解決。本工程使用鋼板樁，在合同期限內順利完成了工程任務，得到了各方的廣泛好評，該實踐經驗表明，對深基礎開挖采用內支撐鋼板樁支護，可保證基坑兩側的穩定，避免引起整體滑坡、基底隆起等嚴重后果，有效消除安全隱患，是一種行之有效而安全可靠的方法。這種施工設備還有占用場地少、可多次重復使用、節約投資和機械化程度高等優點，值得在電網建設領域大力推廣應用。

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