關于拉森鋼板樁引孔注漿支護方式的幾點思考

張彩紅

（廣州開發區財政投資建設項目管理中心）

0 引言

近年來，隨著我國經濟的高速發展，各種快捷、有效、環保的建筑工法在建筑行業內得到廣泛的認可及應用。20 世紀末，拉森鋼板樁的應用在我國已具備一定的規模，因其具有強度高、耐久性能良好、周轉率高、施工方便、工期較短、大量減少土石方量和混凝土的使用量、搶險救災的時效性較強等優勢，在市政工程、建筑工程、水利工程等領域得到廣泛的應用。當遇到較大硬度的土體和硬質地基（如花崗巖）時，一般靜壓或者錘擊都無法將拉森鋼板樁打入，此時，就需要引孔，個別特殊情況，需要進行注漿施工。

1 拉森鋼板樁引孔注漿施工工藝的應用

1.1 機械準備

打樁機（用于打、拔拉森鋼板樁）、履帶式起重機（用于吊樁、裝車）、履帶式挖掘機（用于挖槽、配合樁機作業等）、氣割機（用于切割鋼板樁圍檁等）、注漿機（用于拔樁空隙注漿）等。

1.2 拔樁施工

待地下結構強度達到回填要求后，先對基坑進行回填，再進行拉森鋼板樁的拔除施工。拔除大面積的鋼板樁前，應進行工藝試驗，以便選取合理的拔除順序、拔除時間，以及樁孔處理措施等參數。拔樁期間，應加強對地下結構及周邊環境的變形監測，根據監測數據及時調整施工工藝。拔樁時會產生一定的振動，如拔樁帶土過多將引起土體位移、地面沉降，危及已實施的地下結構。振動錘產生的強迫振動將破壞鋼板樁同周圍土體之間的粘結力，并依靠附加的起吊力克服拔樁阻力將樁拔出。

1.3 注漿施工

為加固土體，樁拔出后，立即插入注漿管對樁孔進行注漿（深度為鋼板樁底至自然地面），以減少對鄰近結構物的影響，注意控制注漿壓力、注漿流量及拔管速度。正式實施之前，應首先安排開展現場注漿試驗，再根據實際的注漿情況，綜合考慮各項因素后，確定相關技術參數。

2 工程概況

某市政工程，道路全長約3.5km，為城市主干路，規劃紅線寬度為60m，設置雙向8 車道，設計速度為60km/h。新建d500～d600 鋼筋混凝土污水管3626m、d300～d3000 鋼筋混凝土雨水管8890m、鋼筋混凝土排水明渠（斷面寬7m）262m、鋼筋混凝土箱涵、混凝土排水明渠（3.0×2.0m）等。排水管坑分別采用擋土板、槽鋼[36c、拉森Ⅲ型、Ⅳ型鋼板樁（含1～3 道φ325×8 鋼管內支撐）進行支護，且部分管道（污水管約235m、管道埋深約2.991～4.049m、石方含量約60%；雨水管約493m、管道埋深約4.995～7.788m、石方含量約40%～50%）采用了引孔（鉆孔直徑φ150）注漿（粘土漿液：水泥為8：2）施工工藝（以下簡稱“原支護方案”）。管坑支護參數表見表1。

3 原支護方案造價分析

該排水工程總造價約為14288.86 萬元，其中打拔拉森Ⅲ型、Ⅳ型鋼板樁的費用約為2081.10 萬元，打拔槽鋼的費用約為181.82 萬元，引孔注漿的費用約為3854.48 萬元，是打拔鋼板樁費用的1.70 倍，占總造價的26.98%，占比較大，故需進行支護方案分析比較，以求獲得技術先進實用、經濟合理節約的較佳的優化替代方案。

4 支護方案優化、比較

4.1 原支護方案的優化：套用不同的定額子目

原支護方案的鋼板樁引孔、注漿分別套用2010 年版定額子目“A2-101 鉆孔灌注微型樁直徑200mm 以內”并按設計圖紙進行樁徑、水泥的換算后，全費用綜合單價分別約為150.37 元/m、151.55 元/m。根據財政評審機構的要求，如考慮套用定額子目“A2-60 鉆孔成樁樁徑500mm 以內”并按設計圖紙進行樁徑、水泥的換算后，則鋼板樁引孔、注漿的全費用綜合單價分別約為6.64/m、14.80 元/m，費用約為286.91 萬元，比原方案減少約3567.57 萬元。但此方案目前還存在著爭議，有待進一步研究與探討。

4.2 支護方案2：不采用引孔注漿的鋼板樁支護

根據地質資料顯示，本項目的巖土工程特征為：粉質粘土、粉砂、淤泥質土、礫砂、砂質粘性土，區域范圍內的基巖為燕山期花崗巖，但均為全風化巖帶和強風化巖帶，巖心呈堅硬土狀或土狀，遇水易軟化。具體含量比例為：松土6%，普通土76%，軟石12%，次堅石6%，無堅石，且含量少，零散分布。并參考本項目周邊地區同類地質條件、已實施成功的類似專業項目的設計圖紙、施工方案，建議原支護方案可修改為采用鋼板樁進行支護，但無需采用引孔注漿工藝。拔樁時，先用振動錘將鎖口振活以減小鋼板樁與土的粘結力，然后邊振邊拔。對于較難拔的樁，可用柴油錘先振打，再與振動錘交替進行振打和振拔。拔出鋼板樁后，及時回填并達到回填密實度要求。該方案不僅可縮短工期，也可節約造價約3854.48 萬元。但此支護方案須聯合勘察、設計等單位從支護方案安全性、技術可行性等方面展開進一步的探討研究。

4.3 支護方案3：采用頂管施工工藝

頂管施工技術是一種借助頂推裝置，將管道在地下逐節頂進的非開挖施工技術，具有減少土石方開挖量、節約工期、減少路面破壞、減少地面建（構）筑物等的拆遷、交通影響小、機械化程度高等優點。

⑴根據廣東省標準《頂管技術規程》（DBJ/T15-106－2015)，不宜采用頂管的地質情況包含：標貫擊數小于2 的軟土層；花崗巖球狀風化強烈的土層；地下水位以下粒徑大于50mm 以上的卵礫石地層。結合本項目的地質情況，采用頂管施工工藝在技術上是可行的。根據所輸送流體的腐蝕性及土質情況選用頂管的管材；頂管的工作井、接收井的結構形式應根據地質條件、管道埋深、施工工藝及環境條件等因素進行選用；頂管允許頂力計算如表2。

⑵采用原支護方案的該排水工程總造價約為14288.86 萬元（采用2010 年定額計算），污水管、雨水管、明渠等全長約為12.976km，經濟指標為14288.86萬元/12.976km=1101 萬元/km，根據《廣東省建設工程計價依據編制技術報告2018》，考慮到2018 年定額相對于2010 年定額的增幅為6.62%，該經濟指標調整為1174 萬元/km。

⑶某相鄰區域內類似排水工程的總造價約為14654.77 萬元（采用2018 年定額計算），d300～d1200鋼筋混凝土、鋼管污水管、d800～d3000 鋼筋混凝土、鋼管雨水管、渠箱等全長約為13.802km。明挖段采用拉森鋼板樁進行支護，頂管段采用泥水平衡頂進施工，設置頂管工作井、接收井并采用水泥攪拌樁進行止水及洞口加固。經濟指標為14654.77 萬元/13.802km=1062 萬元/km。

表1

表2

⑷由此可見，若本項目的原支護方案借鑒上述類似排水工程,部分管道改為采用頂管施工工藝，則可節約造價約12.976km×（1174 萬元/km－1062 萬元/km）=1453.31 萬元，約占原方案總造價14288.86 萬元的10.17%。

⑸這說明，頂管方案技術可行、經濟合理。如果根據本項目的實際情況，采用頂管施工工藝后進一步優化頂管工作井和接收井的規格尺寸、數量、配筋率、止水及加固用的水泥攪拌樁的用量、參數、中繼間的數量、結構形狀和供油方式，以及優化交通組織、圍蔽方案等，則可達到更理想的投資控制效果。

4.4 支護方案4：采用鉆孔灌注樁進行支護

鉆孔灌注樁是在施工現場使用螺旋鉆機、潛水鉆機等機械就地成孔、放置鋼筋籠、灌注砼而形成的樁，其優勢為：施工時無振動、不擠土；機械化作業，施工較簡單、方便；施工速度快，工藝成熟，安全可靠；樁的強度高、剛度大、支護穩定性好。缺點是：屬于隱蔽工程，質量控制難度大；可能會產生大量的泥漿，處理難度大，對環保要求高；對現場道路的通行標準要求較高；樁的沉降量稍大。適用于粘性土、粉土、砂土、淤泥質土、人工回填土、礫卵石、碎石、巖石等各類土層。

⑴結合本項目的地質情況，以及考慮到雨水管道最大埋深為7.788m，屬于深基坑，采用鉆孔灌注樁進行支護在技術上是可行的。根據《建筑基坑支護技術規程（JGJ120－2012）》，對錨拉式排樁或支撐式排樁，支護樁的樁徑應大于或等于400mm；砼灌注樁的樁身砼強度等級不宜低于C25；支護樁的縱向受力鋼筋宜選用HRB400 HRB335 級鋼筋；縱向鋼筋錨入冠梁的長度宜取冠梁厚度等。

⑵某相鄰區域內類似工程的基坑支護工程總造價約為4410.55 萬元（采用2010 年定額計算），基坑長度為643m，寬度為30m，周長為1346m，大部分的基坑深度約6.6m～10.0m，最大深度約為14.72m（單邊長度約20.9m)。其中的1010m 采用φ1000 鉆孔灌注樁（采用C30 水下砼、平均樁長為12.23m）、φ600 深層水泥攪拌樁進行支護；其余深度較淺的部分336m 采用拉森鋼板樁進行支護，經濟指標為3855.33 元/m2（按基坑側面支護面積計算）。

⑶如原支護方案中采用引孔注漿的1456m 改為采用φ800 鉆孔灌注樁（采用C25 水下混凝土、平均樁長約為10.58m）、冠梁、支撐梁、φ600 深層水泥攪拌樁進行支護，其余部分采用擋土板、拉森鋼板樁進行支護，則鉆孔灌注樁支護的造價約為3057.61 萬元，經濟指標為3764.34 元/m2（按基坑側面支護面積計算），在合理指標3600～4500 元/m2范圍內（《廣州開發區建設工程項目建設與投資標準（指引）》2017）。排水工程總造價約為12941.54 萬元，比原支護方案總造價14288.86 萬元節約1347.32 萬元,占比約9.43%。該支護方案技術可行、經濟合理。

⑷上述方案是參照實際工程案例、技術規程、類似項目的工程量指標、造價指標估算得出，如由專業的設計單位根據本項目的實際情況經過精確的計算，進一步優化鉆孔灌注樁的樁徑、樁長、配筋率，冠梁、支撐梁的尺寸、配筋率，水泥攪拌樁的樁長等，相信能夠獲得更好的投資控制效果。

此外，還有放坡開挖方案，優勢為：基坑安全性較高、造價較低。劣勢為：土、石方的工程量較大，要求施工場地開闊，周圍無重要建筑物。結合本項目的實際情況，該方案不太適用，本文不再進行方案分析及造價比較。

5 結束語

綜上所述，基坑支護設計、施工以及基坑開挖，應綜合考慮地質條件、基坑周邊環境要求、主體地下結構要求、施工季節變化以及支護結構使用期限等因素，因地制宜、合理選型、多方案比較并優化設計方案，以求獲得較佳的替代方案，從而達到技術可行、安全可靠、經濟合理，有效管理和控制工程投資的目標。希望本文能夠為廣大的工程技術造價人員提供思路與方法。