拉森鋼板樁在某軟土管道基坑支護(hù)中的應(yīng)用

■孫 晃

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

1 引言

傳統(tǒng)鋼板樁墻一般是采用普通槽鋼正反相扣搭接或密排打入土層而成，這種槽鋼樁墻整體性差，擋土效能低，且不能防水。近年來(lái)，拉森鋼板樁因其整體性和防水性能大大優(yōu)于普通槽鋼成為一種新型鋼板樁墻結(jié)構(gòu)，且鋼板樁結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、鎖扣緊密、施工方便及施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，拉森鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在橋樁圍堰、市政管道、民用建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹拉森鋼板樁在軟土管道基坑支護(hù)中的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為類似工程設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

2 工程概況及地質(zhì)條件

2.1 工程概況

福建連江某環(huán)島路線路跨越的地貌以沖海積平原地貌為主，整體地勢(shì)較為平緩，線路的軟基分布區(qū)多為耕地和大面積水塘。由于環(huán)島路建設(shè)需埋設(shè)雨水管和污水管。其中雨水管多埋設(shè)于地表，雨水管的基坑以直接開挖為主。但污水管道埋設(shè)較深，最深的位于地下4.5m，且埋設(shè)于淤泥地層中，如圖1所示。為保證污水管道的施工安全，必須對(duì)軟土管道基坑進(jìn)行支護(hù)。

圖1 典型斷面示意圖

2.2 地質(zhì)條件

本場(chǎng)區(qū)內(nèi)沖海積地形多以沖海積平原地貌出現(xiàn)，以海相淤泥、淤泥質(zhì)粘土及海相砂、貝殼、卵石等組成，淤泥厚度可達(dá)4-40m，為軟基分布區(qū)。

根據(jù)鉆孔揭示，場(chǎng)區(qū)上覆為淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土(Q4m)，殘積層(Qel)；下伏為侏羅系南園組晶屑凝灰?guī)r（J3n）及其風(fēng)化層，表層覆蓋薄層耕植土。

①粘土：褐黃色，軟塑，飽和，含鐵錳質(zhì)氧化物，及少量植物根系，干強(qiáng)度、韌性中等。

②淤泥：褐灰色，流塑～軟塑，飽和，土質(zhì)軟，較均勻，含貝殼碎屑及腐蝕植物，干強(qiáng)度、韌性低。

③殘積砂質(zhì)粘性土：黃褐色，飽和，硬塑，粘性一般，砂感強(qiáng)，含風(fēng)化殘留物，手捏易散。

以上各地層的物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

表1 各地層主要物理力學(xué)參數(shù)

區(qū)內(nèi)地下水含水層主要為第四系沖海積、砂、卵石層，富水性較好，含水層為強(qiáng)透水性。場(chǎng)地內(nèi)穩(wěn)定地下水位為0.5m。

3 污水管道基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

該場(chǎng)區(qū)淤泥層深厚，地下水位高，基坑的穩(wěn)定性及涌水成為控制工程的關(guān)鍵性要素，同時(shí)要考慮基坑支護(hù)施工的便利性和經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)合本工程基坑周邊環(huán)境、場(chǎng)地地質(zhì)條件及軟土管道基坑開挖情況，污水管道基坑開挖支護(hù)可選擇放坡開挖、鉆孔灌注樁加砼支撐及鋼板樁加鋼支撐三種支護(hù)方案。其中放坡開挖施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但是所需較大空間，產(chǎn)生大量棄土，污染環(huán)境。鉆孔灌注樁+砼支撐方案施工空間小，開挖時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移小，但工程造價(jià)高，工期長(zhǎng)。鋼板樁+鋼支撐方案施工工藝成熟，施工方便快捷，環(huán)境影響小，工程造價(jià)相對(duì)較高。按照“造價(jià)合理、方便施工、合理工期”的原則，選擇鋼板樁結(jié)合鋼支撐作為污水管道支護(hù)的最優(yōu)方案。

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程基坑開挖深度范圍的土層主要為填土、粘土和淤泥，地質(zhì)條件差，同時(shí)管道基坑深度較大，且不同地段管道基坑底的地質(zhì)條件不同、埋深不同。基坑寬度為2m，維護(hù)樁采用Ⅳ型拉森鋼板，圍檁為30#C型槽鋼雙拼，內(nèi)支撐為直徑300mm、壁厚10mm鋼管。根據(jù)基坑開挖深度，采取了三種不同長(zhǎng)度的拉森鋼板樁的支護(hù)方式，如表2所示。開挖深度為4m的拉森鋼板樁支護(hù)立、斷面如圖2和圖3所示。

表2 不同開挖深度支護(hù)方式

圖2 拉森鋼板樁支護(hù)平面示意圖

圖3 拉森鋼板樁支護(hù)斷面示意圖

4 鋼板樁施工方法

（1）拉森鋼板樁采用履帶式挖土機(jī)（帶震動(dòng)錘機(jī)）施打，施打前一定要熟悉地下管線、構(gòu)筑物的情況，認(rèn)真放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁中線。

（2）打樁前，對(duì)鋼板樁逐根檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。

（3）打樁前，在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂油脂，以方便打入拔出。

（4）在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過(guò)2%，當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。

（5）鋼板樁施打采用屏風(fēng)式打入法施工。屏風(fēng)式打入法不易使板樁發(fā)生屈曲、扭轉(zhuǎn)、傾斜和墻面凹凸，打入精度高，易于實(shí)現(xiàn)封閉合攏。施工時(shí)，將10~20根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，使它呈屏風(fēng)狀，然后再施打。通常將屏風(fēng)墻兩端的一組鋼板樁打至設(shè)計(jì)標(biāo)高或一定深度，并嚴(yán)格控制垂直度，用電焊固定在圍檁上，然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入。屏風(fēng)式打入法的施工順序有正向順序、逆向順序、往復(fù)順序、中分順序、中和順序和復(fù)合順序。施打順序?qū)Π鍢洞怪倍取⑽灰啤⑤S線方向的伸縮、板樁墻的凹凸及打樁效率有直接影響。因此，施打順序是板樁施工工藝的關(guān)鍵之一。其選擇原則是：當(dāng)屏風(fēng)墻兩端已打設(shè)的板樁呈逆向傾斜時(shí)，應(yīng)采用正向順序施打；反之，用逆向順序施打；當(dāng)屏風(fēng)墻兩端板樁保持 垂直狀況時(shí)，可采用往復(fù)順序施打；當(dāng)板樁墻長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，可用復(fù)合順序施打。

5 結(jié)論與建議

（1）拉森鋼板樁加鋼支撐是開挖深度為3～5m軟土管道基坑支護(hù)的較優(yōu)的支護(hù)方式，支護(hù)結(jié)構(gòu)位移較小，整體穩(wěn)定、抗隆起及抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)高。

（2）施工時(shí)應(yīng)確保鋼支撐的剛度和施工質(zhì)量，確保施工安全。

（3）基坑開挖時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)變形觀測(cè)對(duì)鋼板樁及周邊地面的位移進(jìn)行有效控制，用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋來(lái)調(diào)整處理施工中的突發(fā)情況，保證基坑安全。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB5007 2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2002.

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JGJ120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].1999.

[3]趙凱.拉森鋼板樁在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34（35）:128-130.

[4]徐正兵.拉森樁在基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,16（4）:38-41.

[5]龔曉南,高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.