拉森鋼板樁井在杭甬線寧波段改線工程的施工應用

摘要：長輸管道安裝涉及到的穿越道路及河流等施工導致的社會問題和環境污染問題已越來越受關注。因此頂管穿越公路、河流在長輸管道施工中得到越來越廣泛的應用。本文以杭甬線寧波段改線工程（A標段）采用拉森鋼板樁井作為頂管作業井，由于拉森板樁由于具有強度高、重量輕、隔水性好、施工周期短、可重復利用的優點；且與水泥沉井做比較，工期可以縮短30%左右，是降低施工成本、減少社會矛盾的有效施工方法。

關鍵詞：拉森鋼板樁井 穿越公路及河流 施工成本

杭甬線寧波段改線工程（A標段）位于寧波市鎮海區，管道所經地區屬寧紹平原，區域內以濱海淤積平原為主，土質主要為淤泥質粉質粘土。根據設計圖紙要求，管道沿線頂管穿越鎮海大道及東外環路。拉森鋼板樁作為一種新型整體性和防水性能優異的鋼板樁支護結構形式，正好適用于粘性土、粉土和填土等基坑圍護工程中，具有施工快捷、周期短、經濟環保等優點，而且造價明顯降低，不需挖土下沉，可以避免由此帶來的安全風險。

1 拉森鋼板樁井施工方法

1.1 施工要求

打設拉森鋼板樁時需考慮到確保作業井內徑尺寸滿足施工要求，工作井內尺寸8m×4.5m，接收井內尺寸4.5m×4.5m。打樁前必須對鋼板樁逐一進行檢查，企口是否蝕銹、變形。對于鎖口變形銹蝕嚴重的鋼板樁必須進行矯正或棄之不用。為方便拉森鋼板樁的拔出，可以在鋼板樁的企口內涂上油脂。打樁過程中，注意拉森鋼板樁的傾斜度，如果傾斜度過大，可通過拉擠的方法調正。嚴重時將鋼板樁拔起重打。在拉森樁對位時，企口處必須咬緊，此時可利用人工扶持前一塊的企口后再繼續向下插。拉森鋼板樁打設時一定要確保開始打設的第一、第二根的鋼板樁方向的一致性，這樣可以為下一根的鋼板樁打入起到導向作用。

1.2 施工程序

施工準備→開挖導溝→樁機到位→鋼板樁插入→基坑開挖→鋼圍林支撐→澆砼底板→拔洞口拉森樁→頂管→基坑回填、拔樁。

1.3 施工方法

1.3.1 施工準備

在施工前進行場地平整，以保證樁機定位移動。同時應預先進行樁位勘測，如發現淺埋障礙物應以消除。在施工前，必須對施工場所遇到的地下管線、光纜、通訊電纜等開挖樣洞進行核實，并做好相應的保護措施。

1.3.2 開挖導溝

為保證成樁平面定位和垂直度控制，在基坑放樣完成后進行導溝開挖。導溝深度為1.0m，上、下寬分別為0.9m及0.7m。

1.3.3 鋼板樁插打

①基線定位

根據設計圖紙要求定出軸線，留出施工所需工作面，確定鋼板樁施工位置，用灰線標明鋼板樁樁位。

②第一片鋼板樁插打

樁機前臂吊起鋼板樁，打開裝機頭夾板夾住樁頭，垂直后在設計位置通過打樁機的液壓振動錘將鋼板樁插入至設計深度。

③后續鋼板樁插打

第一根樁打插完成以后，后續鋼板樁沿前一根樁的扣槽插入至設計深度，直至完成基坑鋼板樁圍護體系。基坑轉角處用搭扣方式連接，使鋼板樁連續。

④插打過程的控制

在插打過程中，由于鋼板樁企口與企口之間縫隙較大，而鋼板樁下端有土擠壓，上端是自由的，總會使鋼板樁產生向遠離第一根鋼板樁的方向傾斜，因此，每打4～5根鋼板樁就要用垂球吊線，將鋼板樁的傾斜度控制在1%以內，否則就用倒鏈糾偏，一次性糾偏不能太多，以免引起企口間憋住，影響下一片鋼板樁的插打，當鋼板樁偏移太多時，只能采用多次糾偏的方法逐步減小偏移量。

1.3.4 基坑開挖

基坑開挖一般采用人工與機械結合的辦法，先用挖掘機工作，人工配合整平，當挖掘機臂長不足時只能采取人工挖土的辦法，直至基地澆灌板。

基坑開挖應該從標高最低處開始挖起，在此之前一定要將集水井安置在最低處。開挖后，要時常對樁體進行檢查，如發現漏水，及時補漏。使用挖掘機時要注意不要碰到拉森鋼板樁及其支護系統，目的是防止毀壞拉森鋼板樁。同時還應該使用對稱開挖的方式，這樣才能防止基坑偏載及拉森鋼板樁的移位和傾斜。當基坑挖至水位以下時，排水溝和集水井的安置是此時必不可少的工序，此后每日都應對拉森鋼板樁進行檢查，以確保在第一時間發現是否有淤泥、流沙等物質涌出。如發現拉森鋼板樁之間發生了錯位，應立即使用沙包或舊布等進行填塞。

1.3.5 圍檁支撐施工

鋼板樁打設后，進行圍檁支撐施工，基坑支撐為H500×300型鋼，豎向設二道支撐，第一道設置在原地面下0.5m，第二道設置在第一道支撐下3m處，在設置支撐時，要將型鋼面挖出，在板樁上焊牛腿，間距2m，當鋼板樁未貼靠在圍檁上部分，需作加墊處理，使鋼板樁的壓力傳到圍檁及支撐上，支撐的材料、制作、符合工作井的安全、強度要求。

1.3.6 地板澆筑

工作井、接收井底板采用600mm厚鋼筋混凝土雙排雙向Φ20鋼筋（間距200mm）。工作井前擋墻采用4.5×3×0.2m鋼筋混凝土，鋼筋為雙層雙向φ20@200，后靠墻采用4.5×3×0.5m。接收井也需澆筑一堵擋墻4×3×0.2m鋼筋布置（同前擋墻），擋墻鋼筋錨入底板混凝土與底板混凝土同時澆筑。采用C25商品混凝土，混凝土養護期7天達到70%強度再進行下道工序施工。

1.3.7 拔洞口拉森樁

在混凝土墻的硬度達到一定程度時，需要將工作井出洞口封門范圍內的拉森鋼板樁逐一拔出。在此過程中，一定要注意拔出使用的方法，應采取振拔的方式，這樣可以減少拔樁時帶出的沙土量，使安全得到保障。

1.3.8 鋼板樁拔出

基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時間及土孔處理。否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和移位，會給已施工的地下結構帶來危害，并影響臨近原有建筑物、建筑物或底下管線的安全，設法減少拔樁帶土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。

①拔樁方法

本工程可采用振動錘拔樁：利用振動錘產生的強迫振動，擾動土質，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將其拔除。

②拔樁時注意事項

a拔樁起點和順序：對封閉式鋼板撞墻，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。拔樁的順序最好與打樁時相反。

b振打與振拔：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柴油錘將樁振下100～300mm，再與振動錘交替振打、振拔。

c起重機應隨振動錘的啟動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。

d供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的1.2～2.0倍。

③如鋼板樁拔不出，可采用以下措施

a用振動錘再復打一次，以克服與土的粘著力及咬口間的鐵銹等產生的阻力；

b按與板樁打設順序相反的次序拔樁；

c板樁承受土壓一側的土較密實，在其附近并列打入另一根板樁，可使原來的板樁順利拔出；

d在板樁兩側開槽，放入膨潤土漿液，拔樁時可減少阻力。

2 拉森鋼板樁井經濟分析

由上表可知：在深度7m內，拉森鋼板樁井費用最低，周期最短。工法井費用最高，周期居中。水泥沉井費用居中，周期最長。

3 拉森鋼板樁井推廣前景

拉森鋼板樁井比較工法井及水泥沉井，不僅費用低而且施工周期短。拉森鋼板樁圍護結構最大的優點在于其施工工藝成熟，施工方便快捷，可再回收利用，施工工期能滿足要求。

現代社會高效、清潔的天然氣開發能緩解能源緊張的局面，尤其是在浙江，天然氣需求量特別大，天然氣的利用也是迫在眉睫。這幾年浙江省也在大力開發天然氣，由于任務中，形勢緊迫，對每段工程的工期要求都非常嚴格。且隨著社會基礎建設的高速發展，管道非開挖頂管穿越工程量勢必增加，這對于推廣拉森鋼板樁井非常有利。

4 結論

①拉森鋼板樁施工簡單、質量容易控制，鋼板樁可以重復使用，互換性好。

②拉森剛板樁的施工周期短，因此適用于對工期要求緊迫的工程。但僅適用于深度在7m以內的作業井。

③地質條件差，地下水位高，可用沉井法或拉森鋼板樁法，但拉森鋼板樁法對止水防流砂效果更好。

④打鋼板樁前，先摸清地下障礙物的情況，避免破壞地下設施。施工時要充分考慮到打鋼板樁時的振動對周圍建筑物以及地下管線安全性的影響。

⑤拔除鋼板樁后，在拔除掉的鋼板樁位一定要灌砂沖實，并保證密實度。鋼板樁拔除后，帶出來的一些泥土會把表面的一些空隙糊住。造成沙灌不進去，使后靠背后的土體不夠密實，當頂力增大時，會使后靠背開裂。所以，在灌砂時，要把表面的泥土清干凈后再沖沙，而且要注意灌進去的量，確保密實度。

參考文獻：

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