路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術(shù)的應(yīng)用

張建偉

（煙臺公路繼續(xù)教育中心，山東煙臺264000）

0 引言

鋼板樁支護是在路橋深基坑工程施工中廣泛應(yīng)用的一種構(gòu)件，從路橋施工實際情況來看，鋼板樁支護不僅具有臨時擋土、擋水的作用，而且具有質(zhì)量輕、強度高、可重復(fù)利用的特點。社會的進步發(fā)展使得人們對路橋工程施工提出了更高的要求，相應(yīng)地，對基坑鋼板樁技術(shù)的應(yīng)用也提出了更高的要求。為此，就基坑鋼板樁支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用問題進行探究。

1 基坑鋼板樁

鋼板樁是兩個堤段堤基滲透險情治理、堤防抵御洪水能力增強的一種防護裝置。在路橋工程施工中，鋼板樁是一種節(jié)約型材料，在防范堤壩泄漏、加固堤壩、強化支護等方面發(fā)揮出了十分重要的作用。基坑鋼板樁劃分為U 型、Z 型、AS 型，后兩個類型具有加工生產(chǎn)工藝復(fù)雜、價格高的特點，因而被廣泛應(yīng)用在美、日、韓等國家。U 型鋼板樁被應(yīng)用到亞洲地區(qū)，深度在600m 左右，彈性底面抵抗矩在600～3200cm3/m之間。

2 基坑鋼板樁在路橋工程施工中的作用

2.1 增強路橋工程對洪水的防范能力

基坑鋼板樁支護技術(shù)具有較強的防護功能，將其應(yīng)用到路橋工程中能夠有效阻擋洪水對工程的損害。通過對鋼板樁的合理利用能夠增強路橋工程的洪水防護功能。因此，為了能夠提升鋼板樁的利用率，需要施工人員在全面調(diào)查施工現(xiàn)場實際情況的基礎(chǔ)上來選擇鋼板樁[1]。

2.2 能夠推進路橋工程的施工進度

在路橋工程施工中通過合理使用鋼板樁，能夠在保障路橋工程施工質(zhì)量的情況下縮短路橋工程的施工進度。不僅如此，在基坑鋼板橋特殊性能的作用下還能夠推進工程的施工進度，促進路橋工程的深遠發(fā)展。

2.3 能夠提升路橋工程的施工質(zhì)量

基坑鋼板樁支護技術(shù)的有效使用會進一步提升路橋工程的施工質(zhì)量，長此以往還會促進我國道路交通建設(shè)發(fā)展。

2.4 增強路橋工程的安全性、穩(wěn)定性

合理把控鋼板樁安全系數(shù)、力學性能能夠更好的保障鋼板樁施工質(zhì)量，減少外界因素變化對工程施工的不利影響。

3 工程概述

此路橋工程在某高速公路規(guī)劃中的最南端，接連當?shù)氐母咚俟罚菧贤媳钡貐^(qū)的重要公路橋梁。整個橋梁位于黃河河床周圍，河漫灘，地形整體處于平穩(wěn)的狀態(tài)，地下水為淺薄。黃河主要河道水的深度在7～8.3m 之間，橋梁的沖刷厚度在6.7～7.3m。橋梁采用了單樁承載的形式，主副橋梁使用了群樁的設(shè)計形式。橋梁的下部分采用了空心墩、雙薄壁實心墩。承臺基坑的最大開挖深度在7.63～8.3m 之間，長寬分別為21m 和16m。在對當?shù)氐刭|(zhì)情況調(diào)查研究基礎(chǔ)上，將橋梁1～4 層的土層設(shè)定為粉土、粉質(zhì)黏土、細砂、粉質(zhì)黏土。路橋工程的最大深度為16.6m，屬于深基坑。

4 路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術(shù)的應(yīng)用

4.1 施工前的準備工作

4.1.1 施工材料和設(shè)備的準備

基坑鋼板樁支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用會使用到起重機、打拔機。為了能夠發(fā)揮出設(shè)備的作用，需要施工人員根據(jù)路橋工程的施工實際情況來選擇符合路橋工程施工需要的機械設(shè)備，并在設(shè)備選擇好之后由專門的操作檢驗人員來調(diào)控設(shè)備的性能和參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)零部件質(zhì)量不符合路橋工程施工要求的情況下要及時將其淘汰。另外，在路橋工程施工中還需要施工人員嚴格按照規(guī)范的標準來選擇鋼板材料，特別要嚴格檢查鋼板材料的橫斷面尺寸、規(guī)格參數(shù)，只有在材料符合規(guī)范標準的情況下才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到路橋工程中[2]。

4.1.2 科學設(shè)計施工方案

在路橋工程施工前需要施工人員結(jié)合路橋工程的實際情況來設(shè)定施工方案，按照規(guī)范的標準來計算鋼板樁的最小入土深度，從而以最少的消耗來達到最為理想化的基坑鋼板樁支護技術(shù)應(yīng)用效果。基于抗彎矩、穩(wěn)定性對路橋工程施工的重要影響，在路橋工程施工中需要施工人員按照規(guī)范的標準來選擇基坑鋼板樁的支護參數(shù)。

4.2 支護設(shè)計

以路橋深基坑工程所在場地的地質(zhì)條件為參考依據(jù)來選擇鋼板樁，在對鋼板樁支護處理的時候需要施工人員采取積極的措施阻擋地下水進入基坑中，并為周圍的邊坡開展支護處理，避免流砂的涌動。路橋深基坑鋼板樁支護設(shè)計內(nèi)容為：選擇長度在7～10m的拉森鋼板樁作為基本材料，在開展支護處理的時候支護樁要能夠從砂層中穿越，穿越后確保其能夠進入奧強風化巖層中。在支護樁支護設(shè)計的期間，為了能夠保證基坑支護的連續(xù)性和穩(wěn)定性，需要在其周圍設(shè)定不低于110m 的帷幕結(jié)構(gòu)，由此來保障路橋工程基坑的安全性、穩(wěn)定性。與此同時，在各個基坑之間需要按照5～6m 的間隔距離來設(shè)置直徑為48mm、長度在8～10m 的管錨，管錨應(yīng)在支護樁施工之前3d 全面完成，以此有效拉結(jié)在圍檁之前提高強度[3]。

4.3 鋼板樁施工

4.3.1 鋼板樁的進廠檢驗

鋼板樁在被引入路橋工程前，需要施工人員按照規(guī)范的標準來檢驗鋼板樁的入廠資料信息，并就鋼板樁的吊運、運輸、維護等參數(shù)進行全面的記錄。在鋼板樁被引入施工場地之后，路橋施工企業(yè)需要安排專業(yè)人員及時檢查和審核鋼板樁的數(shù)量、質(zhì)量，并在檢驗后出具對應(yīng)的檢測報告，對于質(zhì)量不達標的鋼板樁不予以引入路橋工程施工中。在對鋼板樁入廠材料進行檢驗的時候不僅需要關(guān)注鋼板樁的長度、寬度、平直度，還需要檢查板材的焊接件質(zhì)量、斷面破損情況、構(gòu)件拉伸情況、構(gòu)件彎曲試驗等情況[4]。

4.3.2 鋼支撐的設(shè)置

鋼支撐、鋼腰梁是鋼板樁支柱體系的重要組成。從實際操作上來看，鋼支撐一般會被設(shè)定在鋼腰梁上，在將三腳架安放在腰梁上之后需要將角鋼固定在斜拉筋的上面。在開展加固處理的時候要注重使用M20 膨脹螺栓予以加固處理，在對鋼腰梁實施吊裝處理的時候要注重將其和墻身密切聯(lián)系在一起，與此同時安裝斜拉筋。在組裝設(shè)置鋼支撐的時候需要施工人員嚴格遵循實際測量操作的發(fā)展原則，在確定鋼支撐所在適合位置之后進行安裝。在將鋼支撐安裝完成之后還需要向外適當?shù)脑黾虞S力，目的是拉近支護樁和腰梁、支撐之間的緊密度。

4.3.3 鋼板樁的吊運和堆放

在路橋施工中一般適合使用兩點吊的方式來對鋼板樁進行裝卸處理，為了能夠保障鋼板樁的吊裝質(zhì)量，每次起吊的鋼板樁數(shù)量不能過多。一般情況下，鋼板樁所在的位置不能夠出現(xiàn)較大的沉降變形，只有將鋼板樁設(shè)定在適合的位置上來有效提升打樁施工的質(zhì)量。在吊運和堆放鋼板樁的過程中還需要施工人員關(guān)注鋼板樁的材料型號、規(guī)格和長度，之后選擇分層的方式來堆放鋼板樁，臨近枕木的距離在2～3m之間。

4.3.4 鋼板樁施打和圍墻施工

在對鋼板樁施工操作的時候要使用振動的方式來敲打鋼板樁，在具體敲打的時候可以采取一順一丁的原則來操作，由此來提升圍堰的整體剛度。在完成鋼板樁施打合龍工作之后要對樁頂標的高度和承臺高度進行設(shè)計。同時，在基坑開挖達到圖標的高度之后來進行圍墻施工。

4.3.5 導(dǎo)向架的安裝

為了能夠保證路橋施工中基坑鋼板樁的施工質(zhì)量，需要施工人員嚴格按照規(guī)范的標準來確定鋼板樁的位置、垂直度、深度，通過合理把控以上參數(shù)來減少鋼板樁的施工誤差，而后按照規(guī)范的標準來安裝導(dǎo)向架。在安裝導(dǎo)向架的過程中還需要施工人員采取有效的措施來規(guī)避鋼板樁屈曲變形，并在這個過程中提升鋼板樁樁體的貫入能力。在將鋼板樁打入基坑中的時候還可以使用全站儀來精準測量全站儀打入樁體中的深度，在出現(xiàn)打入偏移的時候采取措施予以調(diào)整。

4.3.6 拔除鋼板樁

在完成承臺和墩身施工之后需要將基坑回填到適合的位置上。承臺的內(nèi)外部支撐操作要遵循從上到下的順序，使用振動錘來開展鋼板樁的拔除施工。在拔除鋼板樁的過程中可以通過振動錘來達到理想的振動，最終克服拔樁的阻力。

4.3.7 基坑回填

在完成承臺、鋼板樁、管線的施工之后，施工人員要在第一時間申請驗收，驗收合格之后及時進行基坑回填。路橋施工質(zhì)量檢驗人員還需要嚴格按照規(guī)范的標準來進行土質(zhì)的檢測，確保沒有雜物被存儲在回填土中，經(jīng)過回填處理，土質(zhì)中的水質(zhì)含量在14%左右。在基坑回填之前，還需要施工人員采取恰當?shù)拇胧﹣砬逑椿蹆?nèi)的水和雜物，處理好雜物之后實施基坑的分層攤鋪。每層基坑的鋪土厚度需要控制在200mm，在攤鋪三遍之后實施夯實打擊處理，目的是確保基坑土體的鋪設(shè)厚度滿足工程施工要求。在拔出鋼板樁的時候可以使用履帶式挖掘機、振動錘來拔出鋼板樁。在振動錘被強力振動擾動后，周圍的土質(zhì)黏著力會降低，拔樁的阻力也會減少，這個時候可以使用一邊振搗一邊拔除的方式來順利拔除鋼板樁。在鋼板樁被拔除之后需要施工人員及時使用灌砂擠密法回填留下的樁孔[5]。

4.3.8 基坑監(jiān)測

在路橋工程基坑鋼板樁支護施工中，施工人員需要應(yīng)用科學的技術(shù)形式來對基坑支護的穩(wěn)定性及其周圍環(huán)境的變化進行精準的預(yù)測分析，為相關(guān)人員維護基坑提供精準的數(shù)據(jù)信息支持。在基坑邊坡頂部還需要設(shè)置1～3 個基坑變形點，之后使用經(jīng)緯儀來對基坑支護樁的水平角度進行觀測，檢查基準線點是否出現(xiàn)偏移。在基線點的位置確定之后還需要根據(jù)臨近角點的間隔距離來開展測試，并對預(yù)埋點的水平位移量來進行觀測，觀測之后根據(jù)之前確定的次序，使用水準儀完成地下管線的分布監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果布置基坑變形的實時觀測點，對變形要求高和臨近基坑距離較近的管線實施必要的加固處理。

4.4 土層錨桿施工

4.4.1 打入鋼管

在基坑護坡的周圍按照5～6m 的間隔距離設(shè)定48mm 直徑長度的鋼管，與此同時，需要在鋼管的前端和尖部創(chuàng)設(shè)適合的注漿條件。鋼管打管和土面的傾斜度為15o，在確保角度的精準后使用淺孔沖擊器來開展打管操作。

4.4.2 壓力灌漿

壓力灌漿是提高土層錨桿施工的重要工序，通過壓力灌漿操作會打造出完整的錨固段，將錨桿充分埋入到土層中，減少鋼拉的腐蝕。在此期間，通過實施壓力灌漿還能夠完善土層裂縫、孔隙的充填操作，有效改善土質(zhì)。

5 路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術(shù)應(yīng)用時的質(zhì)量控制

5.1 強化實時性的監(jiān)測

在開展鋼板樁施工操作的時候，施工人員需要嚴格按照規(guī)范的技術(shù)標準予以實時性的監(jiān)測控制，通過必要的監(jiān)測來規(guī)避路橋工程施工中的鋼板樁變形、支撐力量缺乏所引發(fā)的一系列施工質(zhì)量問題。如果路橋基坑鋼板樁施工出現(xiàn)了質(zhì)量問題，則需要相關(guān)人員就出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行深入的分析，根據(jù)質(zhì)量問題出現(xiàn)的原因來采取對應(yīng)的處理措施。一般情況下，鋼板出現(xiàn)變形問題的原因是基坑開挖深度超過施工方案對土壓力的設(shè)定數(shù)值，由此會使得所選取鋼板樁的斷面偏小，在這個狀態(tài)下，如果施工支撐斷面無法滿足施工要求就會出現(xiàn)支撐彎曲的問題，在支撐體系承受力量不均衡后就會出現(xiàn)變形，針對這個問題，可以通過增加支撐的方式予以解決[6]。

5.2 合理控制打樁過程中的垂直度標高

在打設(shè)鋼板樁的過程中，路橋施工隊伍要安排專門的人員檢查鋼板樁的垂直度，根據(jù)工程建設(shè)需要來調(diào)整鋼板樁的垂直度，目的是減少鋼板樁出現(xiàn)傾斜的概率。在樁體打入土層中的時候，施工人員還可以借助以往的經(jīng)驗去把控樁體的垂直度，確保樁底標高滿足規(guī)范的標準，之后按照每間隔10m 的要求來審查樁體標高。基坑鋼板樁標高和設(shè)計數(shù)值之間的誤差要被控制在100mm 以內(nèi)，軸線需要控制在100mm 內(nèi)。

5.3 做好鋼板樁支護的質(zhì)量驗收

通過開展鋼板樁支護質(zhì)量驗收，能夠有效提升路橋工程的施工質(zhì)量。在路橋工程每階段鋼板樁支護施工后，施工單位要組織技術(shù)人員來開展鋼板樁支護的質(zhì)量驗收，在出現(xiàn)驗收故障問題后采取對應(yīng)的措施予以處理。同時，在基坑鋼板樁支護施工之前，施工單位還需要結(jié)合路橋工程的施工特點來組織施工人員開展必要的技術(shù)培訓，通過培訓使得施工人員能夠按照制定好的標準組織施工，減少人為性因素對路橋工程施工的不利影響。

6 結(jié)語

綜上所述，路橋工程在我國社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，而經(jīng)濟的飛速發(fā)展對路橋工程的施工質(zhì)量也提出了更高的要求。立足路橋工程建設(shè)的基本內(nèi)容、基本要求，提出基坑鋼板樁支護技術(shù)的應(yīng)用主張，就基坑鋼板樁支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用進行了全方位的探討，提出了鋼板樁支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用優(yōu)化對策，旨在能夠更好地提高路橋工程施工質(zhì)量，更好地發(fā)揮出路橋工程在推動社會經(jīng)濟發(fā)展中的作用。