談“疊合式拉森止水鋼板樁”施工技術(shù)

梁兆漢

（廣東省第一建筑工程有限公司）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，城市化建設(shè)速度不斷加快，越來(lái)越多高樓大廈撥地而起，城市建設(shè)為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。鋼板樁用于基坑支護(hù)，其施工方便快速、可重復(fù)使用、施工過(guò)程中沒有產(chǎn)生泥漿和其它建筑垃圾，有利于環(huán)保的特點(diǎn)而廣泛用于基坑工程支護(hù)；但單板式鋼板樁由于其自身的抗彎和抗變形能力的限制，隨著基坑深度的增加，鋼板樁基坑支護(hù)就應(yīng)運(yùn)而生“疊合式拉森止水鋼板樁”深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式（通過(guò)鋼板樁的焊接加工，使鋼板樁具有更高強(qiáng)的搞彎和抗變形能力從而更有力的保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全），由于鋼板樁連接質(zhì)量以及樁墻平整度、垂直度過(guò)大，極易產(chǎn)生樁墻嚴(yán)重漏水、支護(hù)樁墻變形從而引起結(jié)構(gòu)安全問題。為此，必須做好鋼板樁的連接質(zhì)量和施工質(zhì)量技術(shù)措施工作，避免樁墻過(guò)漏水和過(guò)大的結(jié)構(gòu)變形，提高施工質(zhì)量。

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

某高層建筑，靠近海邊的外資商業(yè)大廈建筑，3 層地下室，地下結(jié)構(gòu)工程采用半逆作法施工，大廈內(nèi)4 個(gè)核芯筒采用“疊合式拉森止水鋼板樁”將地下室底板以下核芯筒結(jié)構(gòu)先于地下室底板結(jié)構(gòu)完成；核芯筒基坑結(jié)構(gòu)支護(hù)情況：3 層地下室，支護(hù)深度為3m×3.5m，鋼板樁墻深度為36m（懸臂段為10.5m，嵌固段為25.5m），采用工字鋼圍檁（2 層鋼圍檁）、工字鋼撐梁（2 層撐梁）、工字鋼立柱，支護(hù)鋼板樁采用錘擊式方法施工。地下40 米內(nèi)均為回填土和砂層，土質(zhì)透水性能力較強(qiáng)，很容易做成鋼板樁墻的漏水。為此，在本工程施工中必須做好疊合鋼板樁的加工、鋼板樁連接質(zhì)量及其它相關(guān)工序處理工作。

1.2 地質(zhì)勘測(cè)概況

根據(jù)本場(chǎng)地勘察報(bào)告場(chǎng)地基坑開挖影響范圍，按巖性、地質(zhì)年代和成因類型來(lái)劃分，場(chǎng)地內(nèi)土（巖）層可分如下幾層：

⑴塊石素填土層

灰白色，主要由中風(fēng)化～微風(fēng)化花崗巖塊石不均勻混其碎石、砂礫組成。呈稍濕～飽和，稍密，局部松散狀態(tài)。鉆孔揭露厚度1.50m～8.70m，平均揭露厚度6.10m；層頂埋深0.00m，層頂標(biāo)高3.18m～4.07m。

⑵淤泥質(zhì)土層

深灰、灰黑色，含少量有機(jī)質(zhì)，有腥臭味。呈飽和，流塑狀態(tài)。鉆孔揭露厚度2.40m～14.40m，平均揭露厚度6.74m；層頂埋深2.70m～37.80m，層頂平均深度18.34m；層頂標(biāo)高-33.99m～1.10m，層頂平均標(biāo)高-14.58m。

⑶粉砂層

灰色，砂礫成份為石英、長(zhǎng)石及少量云母，次棱角狀～亞圓形，混黏粒不均勻，級(jí)配較差。多呈飽和，稍密狀態(tài)。場(chǎng)地絕大部分分布，鉆孔揭露厚度4.90m～31.70m，平均揭露厚度26.69m；層頂埋深2.10m～8.70m，層頂平均深度26.73m；層頂標(biāo)高-5.23m～2.28m，層頂平均標(biāo)高-3.02m。該層局部呈雙層產(chǎn)出。

2 施工工藝及質(zhì)量技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 施工工藝

2.1.1施工機(jī)械設(shè)備

主要包括：40t～60t 履帶吊機(jī)（或汽車吊機(jī)）、斯巴達(dá)HHP16 型液壓錘擊式打樁機(jī)、施工升降機(jī)、電焊機(jī)、鋼板樁導(dǎo)墻鋼架等。

2.1.2施工工藝流程

加工平臺(tái)制作→疊合式鋼板樁焊接加工→樁墻定位放線→清除（樁墻）地面以下5 米范圍內(nèi)弧石等阻礙物→導(dǎo)向架安裝→插入第一排鋼板樁→插入第二排鋼板樁插入并進(jìn)行焊接連接→插入第三排鋼板樁并進(jìn)行焊接連接

2.1.3疊合式鋼板樁制作

可以采用工字鋼平臺(tái)架，要求平臺(tái)具有足夠的強(qiáng)度和剛度、平整堅(jiān)固且靠近鋼板樁堆放場(chǎng)地，加工場(chǎng)地做好排水坡度，配置汽車吊機(jī)和運(yùn)輸車輛配合加工。

2.1.4疊合式鋼板樁焊接加工

⑴焊條、焊絲、焊劑等焊接材料必須符合設(shè)計(jì)文件和國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81 的規(guī)定。焊條產(chǎn)品的生產(chǎn)有效期內(nèi)使用，焊接前，電焊條須要求進(jìn)行烘焙。

⑵焊工必須經(jīng)過(guò)考試并取得合格證書，持證焊工必須在其考試合格及其認(rèn)可范圍內(nèi)施焊。

⑶對(duì)首次采用的鋼材、焊接方法、焊后熱處理等，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并應(yīng)根據(jù)評(píng)定報(bào)告確定焊接工藝。

⑷設(shè)計(jì)要求全焊透的一、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷檢驗(yàn)。焊縫質(zhì)量須100%合格。

⑸焊縫外觀質(zhì)量要求：一、二級(jí)焊縫，表面不允許存在表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷、咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。

⑹鋼板樁在拼裝前和拼裝后的變形，超過(guò)技術(shù)要求時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行矯正；矯正方法和矯正工具應(yīng)根據(jù)變形的具體位置、程度而采用有針對(duì)性的矯正工具。薄板與厚度小于12mm 的，宜用手工矯正。大規(guī)格的和變形范圍較大的，則應(yīng)將變形較大的鋼板樁重新分塊單件調(diào)直后，再重新進(jìn)行疊合焊接拼接。

2.1.5樁墻定位放線

根據(jù)業(yè)主提供的工程坐標(biāo)點(diǎn)，采用GPS 或全站儀測(cè)放出樁墻的位置并作出標(biāo)志線并留設(shè)測(cè)量控制樁以便復(fù)核樁墻位置正確。鋼板樁擋墻允許偏差見表1，應(yīng)符合“建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范”GB51004-2005 表6.3.10-1的規(guī)定。

表1 鋼板樁擋墻允許偏差

2.1.6清除阻礙物

首先通過(guò)與業(yè)主及相關(guān)部門溝通，確認(rèn)樁墻地面以下確無(wú)地下電費(fèi)及市政管線，然后采用PC200 或PC250挖土機(jī)對(duì)樁墻地面以下5 米范圍范圍進(jìn)行挖掘翻土，清除孤石及其它地下阻礙物。

2.1.7導(dǎo)向架安裝

導(dǎo)向架采用工字鋼、鋼板焊接而成，主要有工字鋼支座、操作平臺(tái)、安全防護(hù)拉桿、樁墻限位器、上落梯、斜撐桿，如圖1所示。

圖1 導(dǎo)向架安裝示意圖

導(dǎo)向架安裝前須進(jìn)行場(chǎng)地平整并達(dá)到平整要求，由測(cè)量員測(cè)放出導(dǎo)向架的標(biāo)志線，然后采用吊機(jī)將導(dǎo)向架安放在支護(hù)樁墻兩側(cè)。導(dǎo)向架應(yīng)滿足強(qiáng)度及剛度要求，能夠確保樁墻在施工過(guò)程中的安全性能，不應(yīng)隨板樁打設(shè)而下沉或變形，施工時(shí)應(yīng)經(jīng)常觀測(cè)導(dǎo)向架的位置及標(biāo)高。

2.1.8鋼板樁插入及打進(jìn)

⑴鋼板樁打設(shè)通常采用振動(dòng)錘，采用錘擊式時(shí)應(yīng)在樁錘與板樁之間設(shè)置樁帽，打設(shè)時(shí)應(yīng)重錘低擊（在實(shí)際工程應(yīng)用中采用“斯巴達(dá)HHP16 型液壓錘擊式打樁機(jī)”錘擊式施工方法），當(dāng)板樁支護(hù)墻基坑鄰近建（構(gòu)）筑物及地下管線時(shí)，應(yīng)采用靜力壓樁法施工，并應(yīng)采用導(dǎo)孔法或根據(jù)環(huán)境狀況控制壓樁施工速度。

⑵板樁宜采用屏風(fēng)法打設(shè)，半封閉和全封閉的板樁應(yīng)根據(jù)板樁規(guī)格和封閉段的長(zhǎng)度計(jì)算所需鋼板樁的根數(shù)（實(shí)際工程應(yīng)用采取半封閉屏風(fēng)式打樁方法）。

⑶鋼板樁身上需標(biāo)志有進(jìn)深標(biāo)志，以便遇到地下障礙物時(shí)，知道該地下障礙物的深度和沿樁墻寬度的范圍，并根據(jù)實(shí)際情況采用繞過(guò)障礙物的應(yīng)對(duì)措施。

⑷樁墻的垂直連接采用焊接方式連接，水平橫向采用凹凸齒扣方式連接。

⑸樁身接頭在同一標(biāo)高處不應(yīng)大于50%，接頭焊縫質(zhì)量不應(yīng)低于Ⅱ級(jí)焊縫要求。

2.2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

2.2.1材料質(zhì)量措施

工程所用的材料必須按ISO 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)程序文件和作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定要求由合格分承供應(yīng)以及進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)前的檢驗(yàn)、試驗(yàn)。其他輔助材料如焊劑、氧氣、乙炔、二氧化碳等也都必須由合格分承包方供應(yīng)并按規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行檢查。所有采購(gòu)的原材料均應(yīng)由技術(shù)部明確第批次材料的到貨期限、規(guī)格、型號(hào)、質(zhì)量要求、數(shù)量、采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。焊條、焊劑做好防潮和烘干處理。對(duì)油漆進(jìn)行保質(zhì)期控制。

2.2.2防止鋼板樁扭曲變形措施

⑴鋼板樁加工質(zhì)量保證措施。由于焊接疊合式拉森鋼板樁過(guò)程中的高溫變形和碰撞等原因，會(huì)產(chǎn)生鋼板樁的變形扭曲，從而使鋼板在扣接成墻的過(guò)程中產(chǎn)生樁墻過(guò)大的扭曲變形和較大的滲漏水情況；因此，在加工疊合式拉森鋼板中要使用加工操作平臺(tái)和避免焊接高溫過(guò)大質(zhì)量保證措施。

⑵加工平臺(tái)和加工成品堆放平。

為防止鋼板樁的變形，可以采用工字鋼平臺(tái)架，要求平臺(tái)具有足夠的強(qiáng)度和剛度、平整堅(jiān)固且靠近鋼板樁堆放場(chǎng)地，加工場(chǎng)地做好排水坡度，配置汽車吊機(jī)和運(yùn)輸車輛配合加工，以防止在施工過(guò)程中的變形。

⑶矯正措施。

鋼板樁在拼裝前和拼裝后的變形，超過(guò)技術(shù)要求時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行矯正；矯正方法和矯正工具應(yīng)根據(jù)變形的具體位置、程度而采用有針對(duì)性的矯正工具。薄板與厚度小于12mm 的，宜用手工矯正。大規(guī)格的和變形范圍較大的，則應(yīng)將變形較大的鋼板樁重新分塊單件調(diào)直后，再重新進(jìn)行疊合焊接拼接。

2.2.3鋼板樁連接焊縫質(zhì)量技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

⑴施焊前需將鋼板樁上的老銹和其它粘附雜物清除干凈；

⑵焊接要求焊縫表面平整光滑、無(wú)氣孔夾渣、焊廇、末焊透及末熔合及內(nèi)在質(zhì)量好，焊條規(guī)格尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

⑶夾渣、氣孔、末焊透，用碳刨刨除后，補(bǔ)焊。⑷焊縫過(guò)溢或焊瘤，用砂輪打磨或碳刨刨除。

⑸焊補(bǔ)時(shí)應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑，多層焊的焊層之間接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小100mm，當(dāng)焊縫長(zhǎng)度超過(guò)500mm時(shí)，應(yīng)采用分段退焊法。

⑹返修部位應(yīng)連續(xù)焊成。如中斷焊接時(shí)，應(yīng)采取后熱、保溫措施，防止產(chǎn)生裂紋。再次焊接前，應(yīng)用磁粉或滲透探傷方法檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后方可繼續(xù)補(bǔ)焊。

2.2.4平整度、垂直度控制

鋼板樁導(dǎo)向鋼架（配備有上下導(dǎo)向鋼梁并具有足夠剛度，導(dǎo)向梁應(yīng)緊夾鋼板樁，確保樁墻在型鋼架直線范圍內(nèi)的平整度和垂直度）就位正確；導(dǎo)向鋼架應(yīng)符合平整度和垂直度的要求，第一排鋼板樁插入導(dǎo)向架內(nèi)應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量核驗(yàn)合格，以保證樁墻順直和垂直，垂直度要求控制在1.0%以內(nèi)，樁身彎曲度2%L（L為鋼板樁長(zhǎng)度）其它技術(shù)要求按照“鋼圍堰工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”GB/T 51295-2018的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.5樁墻轉(zhuǎn)角連接技術(shù)措施

首先選取備用鋼板樁并將鋼板樁上的一條對(duì)應(yīng)部位的齒扣條沿直線方向切割下來(lái)，然后將此“齒扣”連接條焊接到轉(zhuǎn)角鋼板樁上形成鋼板樁墻的轉(zhuǎn)角。

2.2.6施工過(guò)程中遇孤石措施

施工過(guò)程中遇到孤石時(shí)，可與設(shè)計(jì)人溝通，采用擴(kuò)大或局部擴(kuò)大鋼板樁范圍避開孤石或其它令設(shè)計(jì)滿意的技術(shù)措施。

2.2.7其它注意事項(xiàng)

⑴用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼板樁需完整無(wú)損，連接齒槽不得碰損變形。

⑵鋼板樁施工時(shí)需有進(jìn)深米數(shù)劃線標(biāo)志。

⑶支護(hù)結(jié)構(gòu)鋼圍檁與鋼板樁的凸面貼合，對(duì)于間隙10mm的部位，應(yīng)墊鋼墊板。

⑷支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變片等基坑

⑸疊合式拉森止水鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中需遵守“鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范”GB50205-2001技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

鋼板樁以其高質(zhì)量（高強(qiáng)度，輕型，隔水性良好），施工速度快，可重復(fù)使用，有利于環(huán)保的特點(diǎn)在建設(shè)工程中得到廣泛應(yīng)用，“疊合式拉森止水鋼板樁”與普通單板使用相比較，明顯提高了樁墻的剛度和搞變形能力，為深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全使用提供了更為可靠的保障。只有嚴(yán)格實(shí)施工程質(zhì)量技術(shù)措施，精心策劃組織與實(shí)施，做好各項(xiàng)技術(shù)工作，才能提高施工技術(shù)水平，保障工程質(zhì)量。