少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護施工技術探究

陳鵬

摘 要：本文所研究的少降水深溝槽開挖技術工法是在不采用專門的降水措施的前提下，采用可周轉的拉森鋼板樁支護體系，進行管道深溝槽施工。這種方法能有效縮短工期、提高效率、降低成本，可以在合適的條件下進行廣泛推廣。

關鍵詞：少降水;深溝槽;拉森鋼板樁;支護施工;技術研究

中圖分類號： TU992.05 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-50-2

0 ?引言

在唐山市曹妃甸區的基礎設施工程一期PPP 項目中，工程所在地表土層和下部土層的土壤性質較為特殊，難以成形;加之地下水位與地面標高差較小，且地下水與附近海域聯通，很難達到較好的降水效果，傳統的放坡開挖技術工法無法在這一土質及地形條件下實施起來極為困難，故而，轉而采用少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護施工技術。施工過程中，該支護體系安全可靠，止水效果好，施工周期較短，應用效果良好。

1 ?適用范圍及工藝原理

1.1 適用范圍

本工法適用于地下水較豐富、地下水位較高、降水難度大、基坑最大深度10m左右、工期緊、短期工作量較大的濱海吹填土地區的管道工程及類似工程施工。

1.2 工藝原理

本工法在管道工程施工的具體應用時，在擬建設的管道兩側震動各打入一排拉森鋼板樁，根據開挖深度，在鋼板樁內側貼壁設置多道（若需要）圍檁，并設置多道（若需要）內支撐的一種支護形式。各板樁之間環環相扣，形成一套地下連續、完整、具止水效果的深溝槽地下連續支撐結構。

2 ?施工技術特點

2.1 機械人員單一，施工方法簡單

該工法施工工藝簡單，主要包括土方卸載、鋼板樁打拔、基坑支護、溝槽開挖等施工內容。就各單一的施工工序而言，均為較傳統的施工方法，所采用的機械設備及人員均和傳統的施工方法一致，無特殊的機械及人員要求，資源的組織、現場的管理均不難。

2.2 流水線作業法，施工效率較高

采用該方法進行市政管道工程施工的過程中，現場主要形成如下幾個作業區：鋼板樁打設區、溝槽開挖及支護區、管道安裝區、溝槽回填及鋼板樁拔出區。各作業區受外界干擾及約束較小，各作業區可獨立進行施工作業，總體容易形成流水線作業，對于施工效率的提高較有利。

2.3 單位周期較短，工期容易控制

該工法一般選取每50m作為一個作業單元，或者以每兩個管井之間的距離作為一個施工單元。該工法取消了傳統的先降水的工序，充分利用拉森鋼板樁止水效果好的特點來進行基坑內的水位控制，遇到水量較大時，結合集水坑抽排的方法，利用大功率抽水泵進行排水。單個作業單元能在一天內完成從鋼板樁打拔到溝槽回填的施工作業。

2.4 機具周轉率高，綜合成本較低

該工法所用的機械設備及各種小型機具均可有效周轉，且在每個作業單位完成施工作業后可迅速轉入下個作業單位使用。根據現場條件、工期的要求、工作量的大小合理的配備施工機具，可有效實現機具費用的均攤，大大降低施工作業成本。

2.5 施工和諧統一，保全路基質量

在路基采取強夯密實法的情況下，需要在路基工程完成強夯作業后，反開挖進行管道工程的施工。為了避免對已成型路基的破壞，取消了傳統的降水施工，以減小對地下水系的破壞，并且拉森鋼板樁的止水優勢剛好也有利于保存路基邊緣地帶原有地下水系統，從而達到保全路基質量的問題。

3 ?基本工藝流程及操作要點

3.1 基本工藝流程

少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護施工技術基本工藝流程如圖1。

3.2 工法要點

①設計拉森鋼板樁支護體系。根據溝槽開挖深度確定所需鋼板樁的長度，并對支撐道數、位置及間距進行設計，根據地勘報告中土質屬性對板樁、圍檁及支撐進行受力驗算及穩定性驗算，并進行基坑底部隆起驗算，確保設計體系滿足要求。超過8m的超深位置若計算樁長不夠時，考慮對溝槽兩側土體上層先進行一定深度的開挖，以減小鋼板樁實際支護深度，進而減小鋼板樁所受土壓力，以滿足要求。②拉森鋼板樁打拔技術。施工機械采用打拔樁機，配合振動錘施工。單樁打入法以一塊或兩塊鋼板為一組，從一角開始逐塊插打，直至工程結束，這種打入方法施工簡便，可不停頓地打，樁機行走路線短，速度快。打樁同時采用軸線修整法確保鋼板樁的轉角和實現封閉合攏。③地基溝槽開挖與支撐技術。在鋼板樁頭位置墊設鋼板，挖機橫跨鋼板樁兩側，騎樁倒退開挖。土方開挖時注意進行分層開挖施工，分層厚度宜為1～1.5m，并嚴格按照圖紙要求的尺寸及高程施工，開挖到預定深度后應立即排除積水，并注意觀測開挖過程中，周圍土體的穩定性及滲水情況。對于基坑深度超過一般挖機操作范圍的路段，為了避免讓挖機下到基坑中以完成開挖作業而增加基坑開挖寬度，可采取“逆吹填法”完成基坑的開挖。

結合現場情況，優先選用溝槽降水與水泵輔助抽排的方案，地質條件極差路段，考慮其他降水措施。溝槽開挖至設計標高后，由測量人員對基底高程、坡度、軸線位置、基底土質情況進行復測，檢查合格后，及時進行管道基礎處理及安裝施工。

4 ?質量控制

4.1 原材料質量控制

各種原材料，半成品嚴格按質量要求進行采購。鋼板樁送到現場后，應及時檢查、分類、編號，鋼板樁鎖口應以一塊長1.5～2.0m標準鋼板樁進行滑動檢查，凡鎖口不合應進行修正合格后方能使用。

4.2 鋼板樁施工質量控制

①在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m，所以，在組拼鋼板樁時要預先配樁，在運輸、存放時，按插樁順利堆碼，插樁時按規定的順序吊插。②鋼板樁鎖口漏水時，可在圍堰外撒大量細煤渣、木屑、谷糠等細物，借漏水的吸力附于鎖口內堵水，或者在圍堰內用板條、棉絮等楔入鎖口內嵌縫，撒煤渣等物堵漏時，要考慮水流方向并盡量接近漏縫，漏縫較深時，用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒。③圍檁與鋼板樁之間有縫隙時，用木楔塞緊，使圍檁受力均勻。

4.3 基坑監測

①溝槽周邊沉降及位移監測。監測點和控制點每15m設置一個，均采用鋼筋水泥制作，設置穩固。采用全站儀觀測水平位移，采用精密水準儀觀測垂直位移。溝槽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。如頂端位移量穩定在10cm范圍內，則說明該結構是穩定的。如果發生超過允許位移的情況，一定要及時對鋼板樁采取加密橫撐間距等加固處理，保證基坑安全。②土體側向變形監測。沿溝槽周邊每15m布設一個測斜孔，測斜孔采用專用PVC管。測斜孔埋置時確保其中一組導向槽垂直于溝槽邊線，測斜孔與鉆孔壁間的空隙密實填砂并用水泥密封。溝槽開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15m，置入口徑φ48外包塑料濾網的PVC管，鉆孔1m以下填沖砂礫，1m至孔口位置填充膨潤土并用水泥砂漿抹面，PVC管口配保護蓋。

各項監測項目在溝槽施工前應測得穩定的初始值，且不少于2次。溝槽監測時間為基坑開挖至回填完成。

4.4 臨邊防護及機械安全

每段管道溝槽開挖前先在溝槽邊線以外合理位置搭設1.2m高鋼管防護，并鋪設安全網?；靥钔瓿珊笾苻D至下一施工流水段。

對所有機械、設備、施工車輛，加強日常維修保養，嚴禁帶病運轉;要加強施工機械的指揮和調動及相互配合工作，避免施工機械由于配合不協調而發生的安全事故。

5 結論及展望

濱海吹填土地基管道工程少降水深溝槽開挖及拉森鋼板樁支護施工工法成功得以應用，該支護體系安全可靠，止水效果好，提高了整體的施工工效，加快了施工進度，保障了管道工程施工質量和安全，取得了良好的效果。且節省土地及能源，施工完成后現場無建筑垃圾，符合“四節一環保”的綠色施工理念，值得大范圍在類似的施工中進行推廣。

參 考 文 獻

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[2] 郭虎.談鋼板樁支護施工的運用與實踐[J].山西建筑，2014.

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