馬練營污水站拉森鋼板樁支護工程實例

(山西省第五建筑工程公司，山西太原 030006)

1 工程概況

本工程為小店區黃陵鄉馬練營村預制化糞池罐基坑開挖支護工程，該化糞池計劃放入3個串聯的預制化糞池罐，每個罐長度約為9.0 m，罐體直徑為3.0 m，整個基坑開挖長度為30 m，基坑寬5 m，由于前期施工管線限制，本次基坑開挖深度需達到±0.00以下－8.0 m。為保證本次基坑開挖安全，整體擬采用長度12 m的拉森鋼板樁進行支護兼作止水帷幕，拉森鋼板樁工藝可以很好的結合在一起并能拔出重復利用，同時具有擋土和止水幕墻作用。另外，在本次基坑開挖南側約6.0 m遠處有一排小平房和一座單層廠房，為保證房子安全，考慮單獨在基坑南側另增加深層水泥攪拌樁和H型鋼進行支護加固處理。

2 地質概況

根據區域地質報告，自上而下土層分布為:

1)表層為雜填土，該層土層厚度約1.5 m。

2)次層為粉質粘土(見圖1)。

圖1 地質示意圖

3 拉森鋼板樁機選擇原則

除滿足一定作業半徑范圍外，還要滿足吊車的實際起吊量。

即:振動錘重+鋼板樁自重+振動錘激振力。

4 拉森鋼板樁支護設計

拉森鋼板樁工藝能通過鋼板樁兩側自身鎖扣互相緊密的咬合在一起而形成一道密封性非常好的樁墻，整體性非常好，從而提高了鋼板樁的支護強度和止水能力，另外就是鋼板樁的施工工藝簡單，施工速度非常快，并且沒有齡期限制，打完鋼板樁后就能馬上開挖，基坑回填后可以將拉森鋼板樁拔出進行重復利用，能降低工程造價。針對該工程實際特點，本次拉森鋼板樁支護設計如下:

1)拉森鋼板樁樁長均為12 m，基坑周圍考慮全部用拉森鋼板樁封閉起來。

2)為確保基坑開挖安全，拉森鋼板樁施工完成后，在基坑開挖過程中應在基坑內設置臨時圍檁支撐系統，共設置兩道，分別設置在－2.0 m和－4.5 m標高位置，圍檁采用H350×350型鋼，支撐采用H400×400型鋼，支撐分為固定支撐和活動支撐，其中固定支撐布置在兩個相鄰化糞池罐端頭，活動支撐布置在每個化糞池罐中間。

3)在基坑外北側增加3處錨樁，錨樁與支護樁之間采用雙股15 mm的鋼絲繩拉結，錨樁也采用12 m長的拉森鋼板樁，錨樁應離開支護樁約7.5 m。

4)在基坑外南側增加2排直徑500 mm水泥攪拌樁和1排H350×350型鋼間距2.5 m進行支護加固處理，其中攪拌樁樁長12 m，型鋼樁長6.0 m，具體見圖2。

圖2 預制化糞池基坑拉森鋼板樁支護平面示意圖

5 拉森鋼板樁施工

5.1 測量放線

鋼板樁測量應按照設計圖，在施工現場依據測量控制點進行。樁位放樣誤差9 mm，樁位允許偏差應符合表1的規定。

表1 樁位允許偏差

5.2 拉森鋼板樁施工的順序

根據施工圖及高程放設沉樁定位線→整修平整施工機械行走道路→沉設圍護樁→將圍護樁送至指定標高→基坑南側水泥攪拌樁施工→基坑南側型鋼樁施工→基坑北側錨樁施工→挖土→焊接圍檁支撐→放置預制化糞池罐→填土→拔除鋼板樁。

5.3 拉森鋼板樁的檢驗

1)鋼板樁運到現場后，應進行檢查。鋼板樁立面應平直，以一塊長1.5 m～2 m，鎖口符合標準的同型板樁來檢查，如鎖口不合，應進行修正，合格后再用。

2)對各種缺陷進行矯正，如表面缺陷矯正、端部截面矯正、樁體撓度矯正、樁體扭曲矯正、樁體截面局部變形矯正和鎖口變形矯正等。

5.4 拉森鋼板樁打設

1)打樁前，可在鋼板樁的鎖口內涂抹防水層，以便達到更好的止水效果。

2)鋼板樁的打設采用單獨打入法，施工方法是從板樁的一角開始逐塊打設，但每塊之間的鎖扣要求鎖好。這種打入法簡便迅速，不需輔助支架。能保證施工質量、止水較好、支護效果較佳。

3)用吊裝設備側面的鋼絲繩先吊住鋼板樁，吊起后使樁保持豎立垂直，移動振動樁錘，使鋼板樁插入振動錘夾具內，然后通過振動樁錘下面的液壓夾具卡緊鋼板樁，二次起吊，人工扶正找準位置后，依靠振動樁錘產生的巨大激振力，將樁逐步打入地下設計要求位置。

4)在打下一根鋼板樁時，樁的鎖口要對準，插入后再啟動振動錘。在一根樁打入后，應與前一根樁焊牢，避免先打入的鋼板樁被后打的樁帶入土中。

5)在沉樁過程中，如果由于側向土壓力變化使鋼板樁發生偏轉時，適當放慢沉樁速度，人工用撬棍向相反的方向進行給力，直到鋼板樁位置正確為止時恢復正常速度。

6)如果在沉完樁后發現樁位偏差超過允許值要及時糾偏，必要時拔出重打。

7)為了避免溝槽土方開挖后，側向土壓力將鋼板樁擠倒，鋼板樁施打完畢后，用雙層H350 mm×350 mm×19 mm的工字鋼將基槽兩側的鋼板樁分別連成整體，位置在樁頂以下2.0 m與4.5 m的地方，用H350×350×19牛腿支撐，將其焊牢，然后每隔9 m用H400×400固定支撐。

8)為保證土方開挖后基坑的安全性，在整體化糞池就位后，每道圍檁再用H400×400做兩道臨時支撐(基坑土方和結構施工期間，對鋼板樁支護系統進行動態觀測)。

9)鋼板樁的轉角和封閉:鋼板樁的設計水平總長度有時并不是鋼板樁標準寬度的整數倍，在打至轉角時，先跳打另一邊鋼板樁，使之與前鋼板樁緊密相靠，在鋼板樁打完后，在轉角處另加兩塊鋼板樁，樁與樁之間相互緊靠，形成第二道防水屏障，同時起到加固轉角的作用。

5.5 挖土

1)本次基坑開挖長度達到30 m，計劃放置3個預制化糞池罐，為保證基坑安全，應采用分三段并分層開挖方法，每個預制化糞池罐位置劃分為一段，先進行一段分層開挖，同時設置圍檁和固定支撐系統，等開挖到底放入預制化糞池罐后再進行活動支撐系統設置，等以上工序全部完成后方可開挖下一段。

2)基坑開挖應嚴格遵循“分段分層開挖和先支撐后開挖”的原則，嚴禁超挖，并在基坑內進行井點降水保持基坑內無水。

5.6 拉森鋼板樁的拔除

1)回填土完成時要拔除鋼板樁，首先要拆除錨索與周邊的錨樁、支撐。2)拔樁時，鋼板樁內外的水位要保持一致。3)拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁，可先用振動錘將鋼板樁振下90 mm～300 mm，再與振動錘交替振打、振拔。4)拔樁產生的樁孔及時回填，以減少對鄰近建筑物等的影響。方法有振動擠實法和填入法，有時還需在振拔時回灌水，邊振邊拔并回填砂。

6 質量保證措施

1)鋼板樁施工前必須進行選材，對有變形的進行矯正，剔除鎖口破裂、扭曲、變形的鋼板樁。2)組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3 mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30 mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴密，確保基坑施工及鄰近建筑物的安全。3)樁打完后應及時進行樁體的閉水性檢查，對漏水處進行堵縫處理。

7 經驗總結

1)施工成樁后，不存在養護期。

2)相鄰樁之間通過鎖口互相咬合可形成密封性能良好的止水帷幕墻，止水效果好。

3)鋼板樁止水帷幕能夠降低對空間的要求，施工時具有顯著的環保效果，大量減少了取土量和水泥的使用量，有效地保護了土地資源。

4)它可以不受天氣條件的制約，適用性好、可以重復使用，符合國家倡導的建設“節能省地型”建筑要求和建筑產業政策，對環境起到了保護作用，具有良好的經濟效益和社會效益，真正做到了低碳、環保、節能。

［1］《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，2006.

［2］江正榮.建筑地基與基礎施工手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，2005.

［3］張伯平，黨進謙.土力學與地基基礎［M］.西安:西安地圖出版社，2001.

［4］劉宗仁.土木工程施工［M］.北京:高等教育出版社，2003.