拉森鋼板樁在臨近既有線基坑施工中的應用

摘要：蕭甬鐵路紹興縣城改造工程柯橋特大橋距離既有蕭甬線最大距離不超過30米，全部為臨近既有線施工，為保證既有線安全，采拉森鋼板樁作為基坑支護。

關鍵詞：鐵路 既有線 拉森鋼板樁 基坑支護

1、引言

拉森鋼板樁是一種特制的型鋼板樁，采用打樁機及震動錘將其打入地下組成一道連續板墻，作為基坑的坑壁支護、擋水圍護結構。拉森鋼板樁具有質量輕、強度高、水密性好、施工方便等特點。

2、工程概況及地質條件

蕭甬鐵路紹興縣城改造工程柯橋特大橋，沿既有蕭甬鐵路右側修建，位于蕭山至紹興區間，所在區間長度5.66 Km，既有線路路基填土高度h1為1.2～2m，承臺開挖深度h2為2.5～6m，新建線與既有營業線距離16.4～30.1m不等，橋址范圍內分布有大量水塘及河流，地表水主要為水塘及河流。地下水穩定水位埋深約0.2#8722;2.6m。

沿線場地特殊巖土主要為場地上部粉質黏土、淤泥質黏土，該兩層強度低，壓縮性高，系典型的軟土。

3、支護方案

由于本工程地處軟土地基，且地下水豐富，依據《上海鐵路局營業線施工安全管理辦法》（鐵運發【2008】316號）及《建設工程營業線施工安全實施細則》（上鐵建設發【2009】83號）相關規定要求，為確保既有線設備及行車安全，避免因開挖基坑而大量抽取大量地下水，結合我單位現場實際地質情況，承臺開挖擬采用拉森Ⅳ型鋼板樁進行基坑防護，鋼板樁具體的布置形式根據每個基坑不同的地質情況、不同的開挖深度以及地下水位情況綜合確定。拉森Ⅳ型鋼板樁主要技術參數：寬40cm，高17cm，厚1.55cm，單位質量76.1Kg/m，斷面積96.99cm2，貫性矩4670cm4。

3.1鋼板樁長度的確定，遵循以下原則：

當開挖深度h≤4m時，采用9m長的鋼板樁；

當開挖深度4m＜h≤6m及水中墩，采用12m長的鋼板樁。

3.2圍檁層數的確定，遵循以下原則：

當開挖深度h＜5m時，采用一道圍檁；

當開挖深度h≥5m時，采用二道圍檁。

3.3檢算

根據現場實際調查，按照基坑開挖支護類型，選取具有代表性的墩號進行檢算。開挖深度h＜5m的基坑，離既有營業線距離最近選取最不利的51號墩進行檢算，51號墩離既有線13.4m，開挖深度4.5m。開挖深度h≥5m的基坑，均設二道圍檁，52墩為水中墩開挖最深，離既有線13.5m，開挖深度6m。

采用同濟啟明星深基坑分析計算軟件對51號和52號墩進行驗算，結果滿足要求，經設計院復核予以確認，同意按該計算結果施工。

4、工程實施

4.1拉森Ⅳ型鋼板樁安裝

對進場的拉森樁進行外觀驗收，對于鎖口變形，銹蝕嚴重的拉森樁棄之不用，彎曲變形的拉森樁用油壓千斤頂矯正。正式施做前，預先將拉森樁堆放到打設點附近，減少翻駁次數。

根據現場實際情況，拉森樁選用9～12m小趾口的拉森樁，樁頂面高于地面約0.5m左右，拉森樁深入承臺底面以下的長度大于承臺至地面高度的1.5倍。

當鉗口鉗住板樁后將樁吊至插樁點處進行插樁。插樁時鎖口要對準。之后即可開始進行沉樁。在打樁過程中，為保證拉森樁的垂直度，采用垂球檢測并加以控制。開始打設的第一、第二根拉森樁的位置和方向必須確保精確，每打入1米測量一次，以確保拉森樁的垂直度。打至預定深度后，立即用鋼筋或鋼板電焊牢固，作臨時固定。為防止鎖口中心線平面位移，在打樁進行方向的拉森樁鎖口處設卡板，阻止拉森樁位移。拉森樁打設完畢，用水準儀測好標高后安裝圍檁及支撐。

4.2圍檁、斜撐、橫撐制作、安裝

4.2.1圍檁制作安裝：

鋼板樁插打施工完畢即進行內圍檁施工，其主要作用是防止圍堰變形。根據基坑開挖深度，鋼圍檁及支撐設置在板樁頂以下2m處，根據設計位置在鋼板樁內壁上焊圍檁托架，然后吊裝H350×350型鋼圍檁并焊接加固。

安裝標高確定后，按可以安裝長度焊接鋼牛腿，然后分段吊裝就位，要求緊靠圍護樁，上下外側翼緣板要對齊，雙拼連接板可以在場內預拼時燒焊好，整體吊裝就位，二根接頭處按節點要求處理。

工作面挖出、圍檁安裝完后，定出支撐兩頭中心點位置，確保支撐做到軸心受力。量出兩接觸點實際長度。有需電焊的部位均應保證等強度連接，焊縫厚度≥8mm。焊縫表面要求焊波均勻，不準有氣孔、夾渣、裂紋、肉瘤等現象，嚴格執行焊接質量記錄驗收制度，每到工序完成后，必須清渣自檢，由施工負責人員檢查驗收。

4.2.2斜撐制作、安裝

根據圖紙設計要求，找好要安裝斜撐的部位，確定安裝標高，然后燒焊鋼牛腿。量出兩接觸點實際長度。根據實測長度下料和拼接斜撐。

在地面預拼裝好后，由吊車起吊到位。鋼斜撐與鋼圍檁安裝必須平直，每根鋼斜撐在全長范圍內的彎曲不得超過15mm。鋼斜撐工程質量是深基坑施工安全一個重要組成部分

4.2.3鋼圍檁、斜撐安裝施工工藝流程

實測圍檁、斜撐安裝長度 → 倉庫配料 → 吊裝機械設備進場 → 材料分批進場 → 現場分段落拼接 → 標高、軸線測定 → 標高引測到立柱 → 鋼圍檁牛腿燒焊 → 鋼圍檁分段安裝焊接 → 斜撐對接安裝 → 單根斜撐順直校正 → 吊車下放到安裝位置安裝 → 燒焊牢固 → 循環安裝下一組 → 質量自檢 → 綜合驗收 → 開挖期跟蹤觀察

4.2.4橫撐安裝

橫撐安裝按圖紙設計要求，采用Φ300鋼管，所有橫撐拼接必須順直，每次安裝前先測量水平標高，以橫撐的軸線掛線檢驗橫撐的位置。工作面挖出、圍檁安裝完成后，定出橫撐兩頭中心點位置，確保橫撐做到軸心受力。量出兩接觸點實際長度，橫橋向設置一道橫撐。安裝橫撐前要對斜撐的焊接質量進行檢查并合格方可開始安裝，盡量不要產生補焊。

4.3橫撐、斜撐及圍檁拆除

在橫撐、鋼斜撐、圍檁拆除前，首先要對基坑內的空隙部分進行回填并壓實，以避免由于橫撐、鋼斜撐、圍檁的拆除造成拉森樁向基坑內回趨，而導致坑外產生坍塌和裂縫，同時也可避免拔樁時帶出泥土而產生的較大空隙。

首先用氣割割去每根斜撐、橫撐及圍堰接頭板，在正常情況下保證整根斜撐、橫撐及圍堰長度不變，用16噸吊車慢慢吊出基坑，并拉好繩子，防止晃動，防止碰壞結構鋼筋。

4.4拉森樁拔除方法

承臺混凝土澆筑結束達到設計強度，基坑四周經分層回填夯實后方可拔出鋼板樁，確保既有線路基穩定。靠近鐵路一側的基坑回填料必須使用AB組填料或中粗砂，并按照基床以下陸地的壓實標準夯實。

拔樁前，先將支撐從下到上陸續拆除。先選擇一個較易拔除的鋼板樁，將其拔出后，立即用AB料或中粗砂回填，然后間隔兩至三根樁再拔出另一根，按此循環依次拔出。

拔樁起點和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點應離開角樁5根以上。可根據沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。

振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減少土的粘附，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100#8722;300mm，再與振動錘交替振打振拔。

對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15秒，振動錘連續不超過1.5小時。

5經驗總結

柯橋特大橋屬臨近既有線施工，且處于軟土地基上，地下水豐富，水位高，采用拉森鋼板樁作為承臺基坑支護結構，具有以下幾種優點：

拉森鋼板樁具有施工進度快、安全、占地空間小等特點，同時可重復利用，節省投資。

采用拉森鋼板樁進行圍護截滲，可使基坑一次開挖到預定高程，基坑面經處理后，可立即進行承臺墊層施工，為承臺施工創造有利條件，不僅提高了工程進度，同時受雨季影響較小，保證工程順利進行。

拉森鋼板樁施工簡便，工序簡單，質量容易控制，且場地整潔，對周圍環境影響較小，能夠滿足環保要求。

采用拉森鋼板樁作為承臺基坑支護結構，有效的節省開挖面積，同時由于拉森鋼板樁止水截滲的特點，避免大量抽取地下水來降低地下水位，確保承臺基坑與既有線間土體穩定，保證既有線安全。