淺析拉森鋼板樁在大型圍堰施工中的應用

余 曦，黃 俊，羅琦建

（中建三局第二建設工程有限責任公司，武漢 430074）

1 拉森鋼板樁圍堰施工的特點

1.1 綠色環保、節省工期

傳統的放坡回填土圍堰施工由于放坡（按以往施工經驗兩邊放坡≤1∶3）占據圍堰內有效使用面積，導致修筑圍堰的回填土量大，污染環境，增加了修筑和拆除圍堰的難度。而拉森鋼板樁圍堰采用環保的鋼板樁垂直擋土，回填土量和占湖面積小，縮短了修筑和拆除的圍堰的工期，保證了對湖泊最小程度的污染，減小了對湖床生態平衡的破壞，并保護節約了土地資源。

1.2 施工質量可靠、安全系數高

采用拉森鋼板樁施工的圍堰由于支撐體系堅固，在水體長期流動沖刷的情況下，堰體可以做到不變形、不流失。既保證了圍堰的質量不受環境變化的影響，也確保圍堰內部施工作業的安全、更保護了湖泊河床的生態。

1.3 經濟效益顯著

通過拉森鋼板樁做垂直擋墻進行回填土做圍堰，減少了土方回填量（根據經驗減少約2/3的回填土方），拉森鋼板樁可周轉使用（使用次數≥50次），打樁工藝簡單，操作方便，機械化程度高，并且修筑的圍堰不變形、不垮塌、拆除方便，減少了建造、維護和清除圍堰的成本。

2 施 工

施工流程見圖1。

2.1 圍堰土體選擇

為貫徹綠色施工的理念，環保作業的精神，在選取圍堰施工的土體時，盡量選用粘聚性較高的粘土，這種土體保水、隔水性好，并且穩定性強，嚴禁采用建筑垃圾等污染材質，避免對水體造成污染。

2.2 拉森鋼板樁準備

拉森鋼板樁是整個圍堰施工的重點，其材質的優劣，不僅關系著堰體的擋水效果，也是圍堰區域內的人員、材料、機械最大的安全保障。施工前，需對拉森鋼板樁進行仔細檢查。

1）為保證圍堰鎖口的密閉性，需要連接的鋼板樁需采用相同型號的樁體。另外按設計尺寸計算出使用鋼板樁的數量，以保證夠用。

2）拉森鋼板樁鎖口內涂以黃油混合物油膏，以減少插打時的摩擦阻力，并加強防滲性能。

2.3 機械準備

施工前根據工程的實際需要選用履帶式液壓挖土機，并安裝高頻液壓振動錘，操作人員必須持證上崗。

3 技術要求

3.1 拉森鋼板樁的檢驗、吊裝、堆放

1）鋼板樁的檢驗

對于鋼板樁，一般有材質檢驗和外觀檢驗，以便對不符合要求的鋼板樁進行矯正，確保施工質量。

（1）外觀檢驗：主要是檢查鋼板樁的長度、寬度、厚度、平直度和鎖口形狀等內容。

（2）材質檢驗：對鋼板樁母材的化學成分及機械性能進行全面試驗。包括鋼材的化學成分分析，構件的拉伸、彎曲試驗，鎖口強度試驗和延伸率試驗等內容。每種規格的鋼板樁至少進行一個拉伸、彎曲試驗。

2）鋼板樁吊運、堆放

裝卸鋼板樁宜采用三點吊。吊運時，每次起吊的鋼板樁根數不宜過多，一般不能超過10根。并應注意保護鎖口免受損傷，禁止樁兩端鎖口部分先落地，這樣會造成鎖口形狀的改變影響兩個樁體咬合防水的效果。

3）鋼板樁堆放：鋼板樁堆放的地點，選擇在平坦而堅固的場地上，并保證材料施打時起吊方便，堆放高度不得超過1.2m。

3.2 拉森鋼板樁插打施工

1）首開樁的垂直度預控

為了保證插打位置的準確，第一片鋼板樁插打是關鍵。插打時應在互相垂直的2個方向用經緯儀進行觀測，以確保鋼板樁插正、插直。在鋼板樁的垂直度較好時，一次將樁打到施工圖紙要求的深度；而垂直度較差時，則分為兩次施打，即先將樁打入預設的深度之后，再第二次打到要求的深度。然后將第一片鋼板樁做為基準，再向外延伸插打鋼板樁。

2）插打的垂直度過程控制

在插打過程中，鋼板樁下端向上擠壓，鋼板樁鎖口之間縫隙較大，上端會向遠離第一根鋼板樁的方向傾斜。因此，每打4根～5根鋼板樁就要用鉛垂進行吊線，將鋼板樁的傾斜度控制在1%以內，超過限定傾斜度應進行糾偏，當鋼板樁偏移太大時，只能采用多次糾偏的方法逐步減小偏移量。

3）插打的標高控制

鋼板樁插打時，為控制樁頂高程，宜采用錯位法進行施工，且于上游開始進行施工，至下游合攏，以最大限度的減少流水對樁體的影響，以減少偏差。

4）為了確保回填圍堰土方時，土體不流失到湖水中，在分段圍堰的頂頭設置一排鋼板樁進行擋土，同時考慮到回填土時需將堰體內水排出，所以預留一塊鋼板樁不打入到河床，方便堰體內水排出。

5）圍堰拉森鋼板樁的合攏

為了便于合攏，合攏處的兩片鋼板樁應一高一低。合攏時往往出現兩片鋼板樁之間的距離上小下大的情況，此時可用電動葫蘆將之向兩邊拉開，直到合攏處的兩片鋼板樁樁頂的距離等于鋼板樁寬度為止，在接近平行時，再將合攏樁插入，打到設計標高。

3.3 拉森鋼板樁水平支撐加固與施工垂直導架

拉森鋼板樁打入第1根后，接著按照放線打入每個分段的最后1根，復核2根樁身的垂直度后安裝HW250×250×11×11槽鋼圍檁，將槽鋼焊接在兩根槽鋼的側壁，此階段圍檁作為臨時施工導架，確保中間樁身的垂直度。此分段鋼板樁全部施工完成后采用Φ32對拉鋼筋將圍堰兩側的槽鋼連接為一個整體，槽鋼恢復圍檁的作用，完成一個施工斷面。

3.4 填土

采用粘性土進行填筑，以挖機配合自卸卡車的形式進行進站式施工填筑圍堰，施工時要特別注意避免對拉鋼筋及泄水孔的破壞，由于上部有車輛進行運輸，為保證運行穩定安全，堰體壓實系數控制在0.95左右。

3.5 圍堰的抽水、堵漏

鋼板樁插打完成后，即可抽水開挖，設計有支撐的圍堰，先支撐再抽水，并檢查各節點是否頂緊，鋼板樁與導向支座間是否連接牢固，防止因抽水而出現安全事故。抽水速度要進行控制，且要隨時觀察圍堰的變化情況，當鎖口不緊密漏水時，用棉絮等在內側嵌塞，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞。

3.6 圍堰拆除

1）圍堰放水

鋼板樁拔樁前，先將預留的泄水孔打開進行放水（采用氧割在管口部位開洞），為了控制泄水量，減小對堰體的沖擊，管口留設的出水高度為100mm。

2）槽鋼圍檁及對拉鋼筋拆除

當水陸續灌至設計標高后，開始拆除圍堰內的槽鋼圍檁及對拉鋼筋。此時圍堰內外水壓平衡，使板樁擠壓力消失，并與部分混凝土脫離（指有水下混凝土封底部分）。

3）拉森鋼板樁的拉拔

在下游選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動各拔高然后依次將所有鋼板樁均拔高，使其松動后再從下游開始分兩側向上游依次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一起拔出，必要時進行水下切割。

4）圍堰土方的挖除

在拆除鋼板樁的同時要進行圍堰土方的清除，施工前先進行規劃，根據湖底土層的標高來確定可以留置的土量和必須外運的土量，對于可以留置在湖床的土方可以采用水上挖機將圍堰土方外運至湖內，并控制好回填后的標高不能超過水務部門規定的預設高度，出于對生態環境的保護，必須嚴格按規定標高控制。對于外運的土方，在鋼板樁挖除的時候，同步進行土方的外運，施工過程中要防止車輛在圍堰上失穩，確保車輛及打樁機械的安全。

4 常見問題及解決方法

由于湖底地質情況復雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用的解決辦法如下：

1）障礙物：插樁過程中有時遇上大的塊石或其它不明障礙物，會導致鋼板樁打入深度不夠，則采用轉角樁或弧形樁繞過障礙物。

2）偏斜：鋼板樁在雜填土地段擠進過程中由于受到石塊等側向擠壓作用力大小不同而容易發生偏斜，采取的糾偏措施是：在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔1.0～2.0m，再往下錘進，如此上下往復振拔數次，可使大的塊石被振碎或使其發生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。

3）滲漏和流砂：樁體在使用前要調整和檢查鎖口的尺寸，由于使用時間長了后難免會變形，所以導致鎖口部位封閉不好，對于內圍堰使用時間長的工程，建議對圍堰土體進行改良，可以使用灰土回填或者設置粉噴樁止水帷幕，起到防水的作用。

4）帶入現象：在基礎土體較軟處，有時發生施工當時將鄰樁帶入的現象，采用的措施是：將已經施工完成的數根樁連接在一起，并且在施打樁的連接鎖口上涂以潤滑油等潤滑劑減少阻力。

5 經濟效益

在自然條件下，若不采取控制措施，由于土體性質的差異，圍堰填土時兩邊的邊坡自然形成的坡比大約在1∶3～1∶5之間，但采取本施工方法進行作業后，填土量將大大減少，僅為以往工藝的1/3甚至更少，極大的提高了施工速度。同時也可最大限度的減少因降雨及上游來水等自然因素造成的工期延誤以及經濟損失，其創造的潛在經濟效益遠大于增加的投入。從長遠角度看，克服了以往圍堰施工中自然堆坡，耗用土方量大，給水體造成大量的污染，不利于城市湖泊水域的清理及保護等情況，采用鋼板樁施工具有良好的社會效益。

6 應用實例

武漢東沙連通渠工程“楚河”入河處圍堰經過現場實際考察及多方論證后，決定采用拉森鋼板樁圍筑，內部填筑粘土，圍堰寬8m，總長度約260m，采用12m長Ⅲ型拉森鋼板樁，NPK－HP－7SXB型打樁機進行施工。鋼板樁止水效果良好，在圍堰內結構施工期間未產生滲水、漏水現象，同時也經受住了武漢的暴雨季節的考驗，堰體無任何險情發生。

［1］ 劉建航，侯學淵.基坑工程手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，1997.

［2］ JGJ 120－99建筑基坑支護技術規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，1999.

［3］ YB 9258－97建筑基坑工程技術規范［S］.北京：冶金工業出版社，1997.

［4］ 汪正榮 建筑地基與基礎施工手冊［M］.北京：建筑工業出版社，2005.