道路溝槽開挖拉森鋼板樁支護施工技術

張 利 珍

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

1 工程概況

某道路拓寬改造工程中溝槽工程，施工范圍為二中路路口至堯賢街路口(K0+000～K1+180)，管道和管溝長約1.18 km，南北兩側均布設管道。雨水管道管徑為DN800，長度約1 142.6 m，開挖深度1.5 m～4.7 m；污水管道管徑為D500，長度約1 115.7 m,開挖深度為2 m～7.9 m；綜合管溝尺寸為2 m×2.4 m，長度約1 230 m，開挖深度為3.6 m～6.2 m。三種管道同溝開挖施工，開挖寬度為9.5 m，開挖深度為7.9 m。

2 場地條件

2.1 工程地質

第③層粉土：黃褐色，稍濕～濕，稍密～中密，土質均勻，粉質較明顯，可見銹色浸染斑點，含結核、粘粒，搖震反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，中壓縮性，局部夾有薄層細砂。該層層底埋深8.0 m～15.9 m，厚約1.1 m～6.7 m，層底標高448.76 m～454.19 m。

第④層細砂：黃褐色，飽和，稍密～中密，純凈，分選性差，磨圓度差，單粒結構，主要礦物成分為石英、長石、云母及暗色礦物等，局部夾有粉土、粉砂透鏡體。該層層底埋深9.2 m～17.0 m，厚約0.6 m～1.7 m，層底標高447.17 m～453.09 m。

第⑤層粉土：黃褐色，稍濕～濕，中密～密實，土質均勻，粉質一般，搖震反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，可見鐵銹色及菌絲狀浸染條紋，中壓縮性，含粘粒。該層層底埋深12.2 m～19.3 m，厚約0.9 m～3.7 m，層底標高444.27 m～448.76 m。

第⑥層細砂：黃褐色，稍濕，中密，分選性好，磨圓度差，單粒結構，主要礦物成分為石英、長石、云母及暗色礦物等，局部夾有粉土透鏡體。該層層底埋深13.5 m～19.0 m，厚約0.7 m～1.8 m，層底標高442.47 m～447.26 m。

第⑦層粉土：褐黃色，稍濕，密實，土質均勻，粉質一般，搖震反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，中壓縮性，局部夾有薄層粉質粘土。該層最大揭露厚度約6.5 m，揭露底部標高436.87 m。

溝槽開挖支護設計過程所需物理力學指標見表1。

表1 物理力學指標

2.2 水文地質

第③層粉土：黃褐色，稍濕～濕，稍密～中密，土質均勻，粉質較明顯，可見銹色浸染斑點，含結核、粘粒，搖震反應中等，無光澤，干強度低，韌性低，中壓縮性，局部夾有薄層細砂。

根據現場勘測結果，得到場地地下水位穩定在現地表下8.54 m～14.59 m之間，穩定水位標高446.72 m～455.08 m，地下水類型為孔隙潛水，主要由側向徑流及大氣降水補給，季節性水位變幅約為0.5 m，地下水主要自東向西，向汾河徑流排泄。

本次溝槽開挖深度為7.9 m，無地下水。

3 溝槽支護設計

本工程工期按業主要求，結合實際情況，總工期計劃80日歷天內完工。根據本工程的特性，經現場踏勘后，制定了整個工程的施工方案。

對于管溝的支護工程，擬使用長為12 m的雙排Ⅳ型鋼板樁進行支護，支護深度為2.33 m；擬使用長為9 m的雙排鋼板樁進行支護，支護深度為0.406 m，支護的寬度均為9.1 m～9.5 m。在進行支護施工時，需搭設一個平臺面以便于流水作業，搭設平臺時，平臺面積為1.2 m2。進行支護工程施工時，擬采用振動錘樁機進行施工。每個作業面布置1臺錘樁機，同時配備2臺挖掘機進行配合施工。北側從西至東依次施工，北側施工完成后，南側從東往西施工。

4 施工工藝技術

4.1 技術參數

根據地質勘察報告，本工程溝槽開挖深度范圍的土層主要為濕陷性黃土及粉土，地質條件較好，同時管道溝槽深度較大，根據現場實際情況，雨水管道靠近花池，且有法桐，電力管溝和綜合管溝靠近民建，且年代久遠，距溝槽邊2 m左右。本工程根據溝槽開挖深度和現場實際情況，以及內支撐的不同采用了下列不同的支護方式。

4.1.1溝槽開挖及支護方式一

1)K0+015～K0+780溝槽深度4.8 m～6.2 m之間，采用12 m長 SKDP-Ⅳ型拉森鋼板樁加一道內支撐進行溝槽支護，鋼板樁之間采用HW500×300×11×18腰梁圍檁進行連接，直徑DN609×16的鋼管進行內支撐，支撐距地面1 m，間距3 m。2)溝槽開挖至雨水管道和綜合管溝(電力溝)槽底，隨挖隨時支撐，雨水管道和綜合管溝(電力溝)同時開始施工，雨水和綜合管溝(電力溝)施工完成后，回填至污水管道槽底，開始污水和給水施工，最后用土礫石回填至路基頂，然后拆拔鋼板樁，用粗砂回填樁孔。

4.1.2溝槽開挖及支護方式二

1)K0+780～K1+180溝槽深度6.2 m～7.9 m，采用12 m長SKDP-Ⅳ型拉森鋼板樁加二道內支撐進行溝槽支護，鋼板樁之間采用HW500×300×11×18腰梁圍檁進行連接，直徑DN609×16的鋼管進行內支撐,第一道支撐距地面1 000 mm，第二道支撐距第一道道支撐1 500 mm，間距3 m。2)溝槽開挖根據開挖圖紙開挖至污水管道槽底，污水管道施工完成后，回填至雨水管道和綜合管溝(電力溝)槽底，雨水管道和綜合管溝(電力溝)同時施工，施工完成后用土礫石回填溝槽至路基頂，然后拆拔鋼板樁，用粗砂回填樁孔。

4.1.3溝槽開挖及支護方式三

1)K0+000～K1+180電力井、雙環網柜聯合基礎和雙環網柜箱變基礎靠近樓房，溝槽深度為3 m左右，采用9 m長SKDP-Ⅳ型拉森鋼板樁加內支撐和斜支撐做成封閉式支撐，鋼板樁四周采用HW500×400×14×16圍檁進行連接，直徑DN475×12的鋼管進行內支撐。2)本段電力溝施工完成后，施工電力井及雙環網柜聯合基礎。

4.2 工藝流程

鋼板樁定位放線→鋼板樁施打→土方開挖→管溝施工→檢査井施工→鋼板樁拔除→中粗砂回填。

4.3 施工方法

4.3.1鋼板樁檢驗、吊裝、堆放

1)鋼板樁檢驗。在對鋼板樁進行檢驗時，應主要分為外觀檢查和材料性能檢查兩方面，應按下列要求進行檢驗：a.外觀檢驗：鋼板樁外觀檢驗的內容包括對鋼板樁的外截面尺寸、平直度及表面缺陷等進行檢查。b.材質檢驗：鋼板樁材質檢驗主要包括對鋼板樁抽樣進行力學性能檢驗。2)鋼板樁吊裝。對鋼板樁進行吊裝時，應使用專用吊具起吊鋼板樁上固定的兩點。起吊時吊裝樹立不宜過多，避免鎖口受損而影響施工質量。3)鋼板樁堆放：鋼板樁堆放場地做到堅固平整，堆放時應考慮便于施工，按規格、型號、長度分別堆放，并要求設置標牌說明；分層堆放，各層間必須設置墊木，墊木的間距為3 m～4 m，并且上、下層墊木應在同一垂直線上。

4.3.2鋼板樁施打

在鋼板樁施打過程中，應按照以下幾點進行施工：

1)施打過程中應使用履帶式帶振動錘擊挖土機進行施工；2)施打前應再一次檢查鋼板樁的外觀質量，檢查是否有受損情況；3)施打前應在鋼板樁鎖口處涂抹潤滑油，便于后續拔出工作；4)施打過程中應對鋼板樁垂直度進行監測，避免施打偏斜角度過大而影響施工質量。

4.3.3土方開挖

1)土方開挖應分段分層連續施工，開挖至板樁頂標高以下1.5 m處時，進行第1道支撐施工，開挖至板樁頂標高以下3.5 m處時，進行第2道支撐施工。2)圍檁施工：根據不同的開挖深度設置圍檁，根據設計位置在鋼板樁內壁上焊接圍檁作為托架，再吊裝H型鋼圍檁并焊接加固。3)根據本工程地質條件，管道開挖土為粘土，為便于管道施工，考慮多方因素本工程采用集水井潛水泵排水法，排除基槽滲水，保持溝槽內無積水，以減小土側壓力對鋼板樁的影響。4)嚴禁在溝槽1倍樁長范圍內堆載。5)土方開挖過程中，隨時觀察溝槽及支護體系的變形。

4.3.4鋼板樁的拔除

鋼管樁拔除施工時應使用振動錘進行拔除，拔除一根清理一根，確保場地實時清潔。為避免拔除施工時周邊臨近鋼板樁隨之拔出，應對與拔除的鋼板樁連接的工字鋼切斷。

5 注意事項

1)為便于管道、管道基礎施工，在工作井等邊緣外要留有模板施工的工作面，鋼板樁的位置嚴格符合設計要求。

2)為有效利用標準鋼板樁，要求溝槽護壁鋼板樁的平面布置形狀應盡量整齊平直，避免不規則的轉角，各周邊尺寸也要盡量符合鋼板樁的模數。

3)管道和管溝施工期間，在挖土、吊裝、綁扎鋼筋、支設模板、澆筑混凝土、回填土等相關工序的施工過程中，嚴禁碰撞支撐，嚴禁隨意拆除支撐，嚴禁在支撐上隨意進行切割、電焊作業，更不允許在支撐上堆放荷載。

6 結語

對比土釘支護等傳統圍護形式，拉森鋼板樁具有高強、輕質、隔水性好；施工簡單、方便快捷、互換性良好；無需養護即插即用、可回收循環利用、環保無污染等優點。但是拉森鋼板樁的成本比普通的鋼板樁偏高一些，而且在拔出拉森鋼板樁的時候，會因為機械振動產生土體下沉等缺點。因此確定方案前要根據計算充分考慮拉森鋼板樁的用量，經過詳細比選后方可施工。