拉森鋼板樁在某水廠管道溝槽施工中的應用

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司 上海 200092

1 工程概況

由于受到周邊用地的制約，某水廠擴建工程擬在現有場地上進行，由于無多余空地，因此，常規處理擴建擬對現有凈水處理構筑物進行挖潛改造。

本工程DN1 600 mm基坑采用Q295bz-500 mm×225 mm鋼板樁圍護，DN1 000 mm基坑采用Q295bz-400 mm×150 mm鋼板樁圍護，頂部均設1 道H400 mm×400 mm頂支撐。DN900 mm基坑擬采用放坡開挖施工，管線附近有障礙難于放坡時，可采用簡單鋼板樁支護。DN1 600 mm閥門井及DN1 000 mm閥門井采用Q295bz-400 mm×150 mm鋼板樁支護，內部設計雙拼32a#槽鋼腰梁，鋼板樁及腰梁與閥門井澆筑在一起，不需拔除。DN 1 900 mm閥門井可采用放坡開挖施工，附近有障礙難于放坡時，可采用簡單鋼板樁支護。

管線施工為長線性溝槽，采用以小鎖口拉森鋼板樁止水為主。施工距離不足，采用大鎖口鋼板樁時，局部可采用注漿方式封堵滲漏點。溝槽內部設計排水溝及集水坑，采用水泵將水就近排入雨污水系統中。嚴禁進行基坑外降水。

2 拉森鋼板樁施工要點[1-5]

拉森鋼板樁是一種特制的型鋼板樁，用打樁機及振動錘將鋼板樁壓入地下構成1 道連續的板墻，作為深基坑開挖的臨時擋土、擋水圍護結構。拉森鋼板樁結構具有高強、輕質、鎖口緊密、施工簡便、施工工期短、安全可靠、環保效果好、對施工條件要求低等優點。本工程拉森鋼板樁施工主要機械包括鋼板樁打樁機、160 kN汽車吊；深井打設機具及井點管若干套；1 m3反鏟挖機1 臺。

2.1 拉森鋼板樁工藝流程

鋼板樁定位放線→挖導梁槽→安裝導梁→施打鋼板樁→拆除導梁→溝槽土體開挖與支撐安裝→給水管道施工→溝槽回填土至內撐下50 cm→給水管道強度試驗→拆除圍檁、內撐→回填土方至路床→拔樁→樁孔處理

本工程以DN1 600 mm埋管基坑為例，其埋管溝槽施工流程如下：

（a）查明并清理管線兩側障礙物；

（b）鋼板樁圍護施工；

（c）在標高+3.40 m架設腰梁和頂撐；

（d）基坑開挖至標高－1.51 m；

（e）及時施工管道基礎墊層；

（f）DN1 600 mm埋管施工；

（g）覆土至頂撐底并拆除頂支撐，拔除鋼板樁，最后覆土至地面。

2.2 鋼板樁的吊運與堆放

每次吊運的拉森鋼板樁根數不宜超過5 根，并應避免鎖口受到損傷。裝卸拉森鋼板樁時，宜采用兩點吊。

堆放拉森鋼板樁的場地必須堅實、平整，避免因不平衡的沉陷使鋼板樁發生變形，影響止水效果。鋼板樁進場檢驗合格后統一歸類分層堆放，各層間墊好枕木，堆放高度不宜過高，并在堆放處設置標牌說明。墊木高度也不能過小，以免起吊時穿鋼絲繩有困難。每堆鋼板樁之間應留有一足夠寬度的通道以供吊運機械穿行。

2.3 拉森鋼板樁的施打

本工程拉森鋼板樁主要采用錘擊法沉樁，重錘低擊，并設置樁帽樁墊。臨近地下管線時，宜采用靜力壓樁法施工，并根據監測情況控制壓樁速率。

鋼板樁采用小止口連接。吊升鋼板樁后，對準接口向下插樁，借樁錘自重緩慢插入，如有歪斜，必要時立即拔升，重新插準。對每排第1根樁應嚴格控制，確保樁的垂直度，以保證后續樁的順利施工。同時，拉森鋼板樁施打時還應注意：

（a）鋼板樁于沉入前應將樁尖處的凹槽低口封閉，鎖口應涂以油脂；

（b）插樁時鎖口應對準，且套上樁帽，上端加硬木墊；用2 臺經緯儀在兩個方向控制樁的垂直度。宜在沉樁行進方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移；初始端打設位置和方向應嚴格控制精度，宜每入土1 m測量1 次；

（c）鋼板樁的轉角部位主要采用軸線調整法進行轉角的閉合施工，轉角樁的制作應從鋼板樁背面中線處切斷，根據所需的轉角界面進行焊接而成。

2.4 支撐體系施工

經過計算拉森鋼板樁采用1 道內支撐支護，溝槽開挖分2 步進行，第1步機械挖土深度至2 m，開始安裝圍檁、內撐，然后人工配合機械挖土至槽底。技術要求為：

（a）土方開挖至鋼支撐底后，進行水平支撐施工；

（b）鋼支撐吊裝時使用汽車吊吊運；

（c）鋼支撐在拼裝時，軸線偏差在2 cm之內，并保證支撐接頭的承載力符合要求，型鋼與型鋼連接時必須對稱后上螺栓，按順序緊固；

（d）鋼支撐焊接加工時采取雙面滿焊，在無法雙面焊接處，采用坡口焊接方式。

2.5 基坑的開挖與回填砂

根據滲水量的情況，基坑開挖可以采用有水開挖或無水開挖。經技術經濟比選，本工程采用無水開挖。施工前降水至坑底以下0.5 m。

在基坑開挖過程中，挖土和支撐必須緊密配合，有序進行。基坑中較淺處挖土是在保證安全的前提下，為支撐的施工創造工作面。同時，支撐結構必須能較快地產生整體剛度，為基坑中較深處挖土創造實施條件。挖土與支撐工作相互配合就能利用軟土施工中的時空效應，有效地控制圍護體系在受力后的變形。土方施工應做到均勻、分層、高效，確保支護結構始終處于受控的受力狀態。在施工過程中應注意做到“隨挖隨撐、先撐后挖”，切不可超挖或支撐施加不及時。

由于本工程新舊管線較近，為減小舊管線土體位移對管基平整度的影響。因此，施工中必須十分重視回填土的質量。由于砂子有很好的穩定性，故本工程采用砂子作為回填材料。管道兩側和管頂以上500 mm范圍內的回填砂，應由溝槽兩側對稱運入槽內，不得直接扔在管道上；回填其他部位時，應均勻運入槽內，不得集中推入。

本工程采用堅硬、潔凈、顆粒級配良好的中粗砂進行基坑回填。

2.6 拉森鋼板樁拔樁

本工程拔樁采用靜力拔樁法，拔樁時作業人員應嚴密注意拔樁機械的負荷異動情況。作業人員一旦發現上拔困難或拔不上來時，不可強行實施，應立即停止拔樁，第一時間通知項目部技術人員。項目部技術人員根據相關數據和現場的實際，確定進一步的作業方案，一般可采用先往下施打少許，再往上拔，如此反復便有利于將樁拔出來。拉森鋼板樁拔樁的注意事項如下：

（a）拔樁的順序應與打樁時相反，起點位置應離開角樁5 根以上；

（b）拉森鋼板樁的拔除應采用間隔拔的方法，拔樁順序宜與打樁時相反，同時對拔樁后造成的土的孔隙要及時用中粗砂填實，必要時采用跟蹤注漿；

（c）拔除鋼板樁時，為減小土的黏附力，可采用振動錘將拉森鋼板樁鎖口振活，振動錘連續工作不超過1.5 h；

（d）可采用間歇振動的方法拔除阻力較大的鋼板樁，每次振動時間不宜超過15 min；

（e）對于拔樁后留下的樁孔及時回填處理，回填材料宜采用黃砂。

3 結語

本工程施工場地極為狹窄，周圍環境復雜，采用拉森鋼板樁進行施工，保證了工程的順利實施，確保了原有建筑物和管線的安全，將工程施工對周邊環境的影響減少到了最低限度，且發揮了經濟效益，降低了施工成本。本工程的順利實施為今后城市中類似工程提供了寶貴經驗，也為今后拉森鋼板板樁在基坑支護中的施工提供了一種可實施的施工工藝，擴大了鋼板樁的應用范圍。