拉森鋼板樁在建筑工程深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用探討

何世鳳

(銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司工程技術(shù)分公司,安徽 銅陵 244000)

0 引 言

拉森鋼板樁屬于建設(shè)工程中的新建材，在通常情況下，鋼板樁有著隔水性好、高質(zhì)量、重量輕以及強(qiáng)度高等優(yōu)勢。與此同時，此類施工當(dāng)中的環(huán)保效果較好，使得使用混凝土的量以及取土量被全面減少，進(jìn)而對土地資源進(jìn)行有效保護(hù)。

1 拉森鋼板樁概況

1.1 拉森鋼板樁特征

此類鋼板樁屬于一類特制型鋼板樁，在實(shí)際施工當(dāng)中，施工隊(duì)伍可以運(yùn)用振動錘以及打樁機(jī)將拉森鋼板樁壓入到地下，從而構(gòu)建一道連續(xù)板墻，使之成為開挖深基坑臨時性的擋水以及擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)[1]。總的來說，拉森鋼板樁有著作業(yè)速度迅速、質(zhì)量較輕、施工便利、高強(qiáng)度、水密性良好以及鎖扣緊密等眾多優(yōu)勢。

1.2 相關(guān)工藝原理

得益于拉森鋼板樁的自身優(yōu)點(diǎn)、特征，可以借助連接設(shè)備把錨索和拉森鋼板樁結(jié)合到一起，并且以錨索對內(nèi)支撐進(jìn)行有效替代，進(jìn)而對錨索以及拉森鋼板樁加以結(jié)合，使之形成一個二元支護(hù)系統(tǒng)。同時，經(jīng)由對錨索展開二次高壓的劈裂注漿，可以使其抗拔力得到有效提升，最終使整體結(jié)構(gòu)平衡、穩(wěn)定，同時施加預(yù)應(yīng)力，以便讓形成的二元支護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮芰ο到y(tǒng)，最終對基坑的變形與位移進(jìn)行有效控制。

2 工程概述

在某項(xiàng)工業(yè)廠房施工項(xiàng)目當(dāng)中，工程涵蓋了污泥存儲、污泥輸送、無機(jī)固廢一、無機(jī)固廢二，都屬于一層框架結(jié)構(gòu)，其設(shè)計的使用壽命是50年，且為二級結(jié)構(gòu)安全等級，同時抗震設(shè)防烈度為7度，地震加速度設(shè)計為0.1g，以及0.35 s的特征周期值，另外設(shè)計成一級地坑防水等級。

施工部門按照基坑的巖土報告、周邊環(huán)境的保護(hù)需求以及開挖深度，在確保施工整體安全的基礎(chǔ)上，最大限度地實(shí)現(xiàn)周期縮短、經(jīng)濟(jì)節(jié)約以及施工便利，同時應(yīng)用“支撐式”的拉森鋼板樁展開支護(hù)工作，而基坑整體將會使用通挖的模式展開施工。

3 工程的地質(zhì)狀況

(1)現(xiàn)場大部分區(qū)域存在雜灰色的填土，其厚度一般都在1.5 m左右，個別區(qū)域約有2.6 m的厚度。這些土大部分都屬于黏性土，內(nèi)部含有少數(shù)植物根莖、貝殼碎屑以及小石子等雜物，土質(zhì)不均勻且較為松散。在開展基坑圍護(hù)架構(gòu)施工的時候，應(yīng)當(dāng)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)，而在開挖基坑的時候，需要對驗(yàn)槽工作進(jìn)行加強(qiáng)[2]。

(2)在此工程中，最大的基坑開挖深度在7.6 m左右，而在作業(yè)進(jìn)行過程中，工程涉及的各個土層，均具有較大的土性差異，土質(zhì)普遍缺少均勻性，無論是在設(shè)計還是施工過程中，有關(guān)人員都應(yīng)當(dāng)注意到可能存在的不良影響。

(3)砂土和粉性土流砂問題：工程中的砂土、粉性土層，會在動水的作用下發(fā)生管涌、流砂等問題，需要在開挖基坑前采用降水的措施，同時確保基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)擁有良好的隔水以及止水效果，進(jìn)而保證此項(xiàng)作業(yè)的整體安全。

(4)此工程基坑的底部處于淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)土層的中間，此處土質(zhì)較為軟弱，極易發(fā)生回彈，因此施工人員應(yīng)當(dāng)注意回彈的時候?qū)Φ叵鹿芫€、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周邊已有的建筑物會產(chǎn)生不良影響，所以需要及時澆筑基礎(chǔ)底板。

(5)在開挖基坑的時候，其周圍與其底部淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)土層擁有較為明顯的流變以及觸變特征，從而導(dǎo)致擾動土體的強(qiáng)度容易下降，所以在開挖的時候需要避免土體受到擾動。

為了有效避免以上問題發(fā)生，同時為了使基坑底部土體抗剪的強(qiáng)度有所提升，規(guī)避坑底隆起、管涌以及流砂，強(qiáng)化基坑的總體抗傾覆穩(wěn)定性，需要對基坑的底部進(jìn)行加固。

4 整體施工過程

4.1 施工流程

按照設(shè)計圖紙和高程，對沉樁的定位線進(jìn)行放設(shè)；隨后按照定位線對沉樁導(dǎo)向槽進(jìn)行控設(shè)；對施工機(jī)械的行走道路進(jìn)行整修，確保其平整；進(jìn)行打樁；上支撐；進(jìn)行挖土；進(jìn)行混凝土作業(yè)；填土；對鋼板樁進(jìn)行拔除。

4.2 打樁作業(yè)

(1)篩選“屏風(fēng)式”的打樁方法、機(jī)械以及流水段劃分等，從而確保打設(shè)后板樁墻具備充足的防水性能以及剛度，并使墻面保持完整，為后續(xù)基礎(chǔ)施工夯實(shí)基礎(chǔ)。

(2)從一個角開始，逐塊進(jìn)行插打，保持每一塊鋼板樁從插打開始到作業(yè)結(jié)束，全程沒有停頓。所以，所用樁機(jī)的行進(jìn)路線普遍較短，作業(yè)流程較為簡單，且擁有較快的打設(shè)速度。

(3)測量人員應(yīng)當(dāng)提前設(shè)定鋼板樁圍堰軸線，并每相隔合適距離便對導(dǎo)向柱(直接運(yùn)用鋼板樁)進(jìn)行設(shè)置，隨后掛好繩線，使之成為導(dǎo)線，以便在打樁作業(yè)中借助導(dǎo)線對鋼板樁軸線加以控制。

(4)逐根連續(xù)施打單樁，確保樁頂?shù)母叱滩粫休^大的差距。插打時，隨時對每一塊樁斜度進(jìn)行監(jiān)控測量，避免其超出2%；一旦偏差較大，且無法使用拉齊的方式進(jìn)行調(diào)正，須將樁拔起來重新插打。

(5)矯正偏差：打入鋼板樁的時候，一旦出現(xiàn)鎖口的結(jié)合部存在空隙以及傾斜狀況，以及到最終合龍封閉時存在偏差，常常會運(yùn)用異形樁進(jìn)行糾正[3]。

4.3 拔除鋼板樁

(1)在回填基坑之后，對鋼板樁進(jìn)行拔除，事先需要認(rèn)真對拔樁的方式、順序以及時間等進(jìn)行研究探討和確認(rèn)。

(2)優(yōu)先使用相應(yīng)機(jī)械將鋼板樁的頭部夾住，并且振動1～2 min，確保鋼板樁周邊土?xí)蓜樱瑥亩档蜆端艿耐恋哪ψ枇Γ詈缶徛蛏险癜武摪鍢丁Ｔ谶M(jìn)行拔樁作業(yè)的時候，一旦出現(xiàn)拔不出來或者上拔發(fā)生困難的時候，立即停止鋼板樁的拔除作業(yè)，隨后向下適當(dāng)施打再上拔，反復(fù)操作后便能夠拔除鋼板樁。

(3)在拔除鋼板樁的時候應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

①拔樁順序以及起點(diǎn)：對于封閉式的鋼板樁墻而言，其拔樁作業(yè)的起點(diǎn)需要離開角樁超過5根，此時可以按照沉樁過程的情況對拔樁的起點(diǎn)加以確定，在需要的時候也可以采用“跳拔”的拔除方法。對于拔樁作業(yè)而言，最好確保其順序和打樁作業(yè)相反。

②振拔以及振打：在拔樁的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)運(yùn)用合適的振動錘振活板樁的鎖口，從而使土黏附性被有效降低，最終一邊振動一邊拔樁。對于拔除作業(yè)較為困難的鋼板樁而言，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先運(yùn)用柴油錘把鋼板樁向下振打100～300 mm，隨后和振動錘進(jìn)行交替振拔以及振打。

5 施工監(jiān)測和應(yīng)用效果

5.1 施工監(jiān)測

借助施工部門已有的經(jīng)緯儀以及水準(zhǔn)儀，測量鋼板樁的頂點(diǎn)水平位移以及樁外地表的沉降位移；①經(jīng)緯儀，對鋼板樁頂多處位置施工控制點(diǎn)水平向位移加以測量；②水準(zhǔn)儀，對開挖過程以及地面標(biāo)高和施工過程中的沉降進(jìn)行測量。

(1)對于主廠房：相距鋼板樁的頂部每隔5 m安設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn)，完成布設(shè)后測量兩次原始值。開挖時，每日監(jiān)測大于2次，完成開挖后每日監(jiān)測應(yīng)超過1次。被監(jiān)測鋼板樁頂部的位移在發(fā)生突變后，需要合理增加監(jiān)測次數(shù)；位移穩(wěn)定后可適當(dāng)延長監(jiān)測間隔。

(2)對于設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域：每日監(jiān)測柱承臺基礎(chǔ)沉降、水平位移，每日監(jiān)測次數(shù)保持在開挖前為1次、開挖后為2次。通過監(jiān)測可知，對第一層開挖時有較小位移，對第二層開挖時有較大位移，完成開挖后柱基礎(chǔ)基本穩(wěn)定。

5.2 應(yīng)用效果

在應(yīng)用拉森鋼板樁之后，使整體施工具備了占地空間小、施工進(jìn)度快以及安全等優(yōu)勢，加之拉森鋼板樁能被重復(fù)利用，使相應(yīng)投資被有效節(jié)約。此外，這也使得項(xiàng)目周期得以被有效縮短，且不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響，現(xiàn)場能夠保持整潔。

6 結(jié)束語

總體而言，在實(shí)際的深基坑支護(hù)施工當(dāng)中運(yùn)用拉森鋼板樁，具有縮短施工周期、確保施工安全以及減少占地空間等眾多優(yōu)勢，還能夠重復(fù)利用，使投資得到有效節(jié)約。此外，拉森鋼板樁的有效應(yīng)用，使得工程并不會受到雨季過大的影響，確保施工順利開展。