拉森鋼板樁圍護結構在寧波EPDM 項目的應用分析

付振明，史寧，張萌萌，何彬彬，武祥運

（中國機械工業機械工程公司，鄭州450051）

1 引言

寧波EPDM 項目位于寧波市鎮海區，屬于填海造地區域，在基坑較深、施工區域內地下水位較高、土質較差、地質情況復雜、周圍有建筑物、采用放坡開挖不現實時，可以采用拉森鋼板樁圍護結構進行基坑支護開挖，如圖1 所示。

2 拉森鋼板樁施工特點和適用范圍

圖1 拉森鋼板樁基坑支撐剖面示意圖

拉森鋼板樁有強度高、結合緊密、不易漏水、施工簡便、速度快、可減少土方開挖量、能周轉重復使用等特點。拉森鋼板樁施工技術多用于淤泥、粉質性泥土等地基和地下水資源豐富區域，用作地面以下建筑物基礎或構筑物以及大開挖性質的深基坑施工時的臨時支護、防水結構，或在水中建造構筑物做圍堰使用。

3 拉森鋼板樁施工工法原理及操作流程

3.1 工法原理

拉森鋼板樁的施工技術是采用高頻液壓振動錘對鋼板樁進行振動打、拔樁法，通過高頻液壓振動錘對鋼板樁在向下施壓的同時增加振動力，使土體松動與水相融后液化變軟，減少了土與鋼板樁之間的摩擦阻力和吸附力，并施加壓力或提升力將鋼板樁插入或拔出。

3.2 施工工藝流程及操作要點

3.2.1 鋼板樁現場倒運與存放

施工現場倒運裝卸鋼板樁時必須采用兩點吊，且吊運前應試吊試驗。每次吊運根數應先經過理論重量計算再經過試吊試驗結果來確定，吊運時應注意保護鎖口不受損傷。吊運方法有扎捆起吊和單根起吊。扎捆起吊一般采用鋼索捆扎后吊運，而單根吊運一般采用專用鋼絲繩加鎖扣吊運。鋼板樁的倒運和堆放應該嚴格按照相關標準執行。

3.2.2 鋼板樁打設技術要求

為防止鎖口中心線平面位移，施工時可以在打樁進行方向設置：控制線、導向樁（梁）、冠梁以及在鋼板樁鎖口處設卡板等措施阻止板樁位移。同時在（導向樁、梁）冠梁上提前計算出每塊板樁的位置，以便隨時檢查校正。

一般情況下是先打同一條軸線上兩個轉角的部位，先打轉角樁把角部位置固定、把角鎖住，以保證其位置和方向的準確性。然后從一個角向另一個角的方向開始打設，最先開始的一、二塊鋼板樁的位置和方向應確保精確，以便保證后面打設的精度，因此每打入1m 應根據所選用的控制方法測量一次，打設過程中隨打隨糾偏，達到設計深度時應及時用鋼筋或鋼板與控制樁（梁）或者冠梁、焊接固定以防止鋼板樁打設軸線位移過大，開挖第一層時邊開挖邊與圍檁支架焊接固定。

3.3 鋼板樁打設方法

由于拉森鋼板樁圍護結構的設計長度和深度是根據不同主體結構而設計的，因此，不一定是鋼板樁標準寬度的整數倍，或因板樁墻的軸線較復雜、地質復雜、打設過程中軸線位移等原因等導致鋼板樁打入時的傾斜且鎖口部有空隙，這些都會給板樁墻的最終封閉合龍帶來困難，通常要采用導形板樁、軸線修整等方法來解決。

3.3.1 異形板樁的使用方法

在圍護結構實現封閉合龍時，往往要采用特殊形式的異形板樁。一般是將鋼板樁從背面中線處切開，再根據選定的斷面進行組合焊接而成。由于斷面不規則和只能在施工現場圍護結構上安裝和焊接，所以作業面受限，因此，加工和安裝質量難以保證，打入和拔出也比較困難，所以應盡量避免采用。

3.3.2 單樁打入法

這種方法是以一塊鋼板先打下，然后再打下一塊與之嵌接，依次從一角開始逐塊插打，也可以從兩頭向中間打，直至工程結束[1]。這種施工方法簡便，樁機行走速度快，施工費用成本低，功效高。但單樁打法容易向一邊傾斜位移，打樁過程需及時修整，否則誤差積累不易糾正；墻面平直度難控制，因此，施工前盡量設置導向樁（梁）或者冠梁，以保證其打樁精度。

3.3.3 設置圍檁的方法

這種方法是在基坑比較深、地質情況復雜時采用，第一層圍檁高度約在鋼板樁頂標高以下1m 左右的位置設置（一般情況下鋼板樁的頂部露出施工地表面約0.5m 左右，第一層開挖深度應在鋼板樁頂標高以下2m 以內），安裝第一層圍檁架，將板樁依次與圍檁支持焊接加固，待四周封閉合龍穩定后，再繼續開挖，并根據開挖深度要求設置第二層或者第三層圍檁。

3.4 鋼板樁的拔除

3.4.1 拔樁順序

拉森鋼板樁圍護結構拔樁順序的起點應離開樁角2m 以外或是從中間開始。必要時還可間隔拔除，打樁順序與拔除樁順序相反。

3.4.2 拔樁時注意事項

拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振松動以減小土的阻力，然后邊拔邊振。對較難拔出的板樁可先用振動錘將樁振打下50～200mm，再與振動錘交替振打、振拔。必要時振動錘可以左右搖擺并采用稀砂漿灌縫，既能達到潤滑板樁減少摩擦力作用，又能達到拔出后的灌縫效果。

起重機應隨振動錘的起動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。

供振動錘使用的電源應為振動錘本身電動機額定功率的1.2～2.0 倍。

對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續工作不超過1.5h。

3.5 樁孔處理

1）樁孔應及時回填處理，特別是周圍有建筑物、構筑物或地下管線的場合，尤其應注意及時回填，否則往往會引起周圍土體位移及沉降，并由此造成臨近建筑物等的破壞。

2）回填材料常用砂子細石或細石混凝土又或者注入水泥砂漿。

3）方法可采用振動法、擠密法填入法及注入法等，回填時應做到密實且無漏填之處。

3.6 支撐系統施工

在軟弱地基支護施工計中往往要采用支撐對鋼板樁進行支承的支護形式[2]。當基坑較深、基坑是長方形時，常采用這種形式，如圖2 所示。

圖2 軟弱地基支護支撐示意圖

4 在基坑開挖過程中需要注意的問題

1）在地下水資源豐富的軟土地基中施工，打樁的垂直度及嵌接非常重要，當鋼板樁與圍檁之間有空隙時，需作加墊焊接處理，使鋼板樁的壓力傳到圍檁及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴格按圖施工；當空隙較大時應拔除重新打。

2）土方開挖和圍檁支撐的架設在施工過程必須緊密配合，挖土過程要保證安全的前提下迅速為支撐施工創造工作面，支撐結構必須能較快地產生整體剛度或預緊力，兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時空效應，有效地控制圍護體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時施加支撐，土方施工應遵循“先支后挖，不支不挖，均勻對稱，分層高效[3]”等原則，以確保施工安全。

3）基坑變形監測以儀器監測結果為準，人工觀察為參考。主要監測參照物為基坑周邊道路、建筑物、構筑物、維護結構本身（圍檁、支撐件）、基坑內水位、基坑底部變形等。監測過程應該不間斷進行，最初時應2h 記錄一次監測值，圍護結構穩定后可根據形變量設置監測時間間隔。

5 效益分析

拉森鋼板樁圍護結構在寧波EPDM 上的成功應用，使其施工進度快、干擾因素少、有利于文明施工；確保居民生命、財產安全；避免線路繞行和居民臨時遷移，節約了大量工程拆遷、地面場地占用等費用，縮短了施工周期等優點得到充分的發揮，形成了較好的經濟效益和社會、環境效益，值得在軟土地基區域推廣使用。

在寧波EPDM 項目施工過程中拉森鋼板樁圍護結構比普通的混凝土灌注樁法圍護結構在成本上節省約40%，施工工期縮短約30%，取得了良好的經濟效益和優化工期的效果。