PC工法組合鋼管樁在基坑工程中的應用與分析

楊紹紅

（杭州通達集團有限公司，浙江 杭州 310019）

PC工法組合鋼管樁是一種新型圍護樁工藝，其前身為傳統拉森鋼板樁，單純的鋼板樁不論是U形、Z形還是直腹型，因其截面剛度小，在深基坑應用時勢必需要多層撐錨結構，從而加大了施工難度，導致其快速高效的優勢難以發揮。PC工法組合鋼管樁是將拉森樁與鋼管、型鋼等材料結合使用，形成各種截面的組合樁用于擋土和止水。在施工過程中，可根據基坑工程實際情況選擇適合工程施工的工法樁組合形式。在目前，主要有以下幾種形式：鋼管樁＋拉森鋼板樁、鋼管樁＋型鋼樁、型鋼樁＋拉森鋼板樁。作為一種可重復利用的綠色環保建材，PC工法組合鋼管樁（鋼管與拉森樁組合）以其高強、輕型、材質穩定、質量可靠、耐久性好、耐候性好、止水及使用全過程無污染施工、檢查便利、驗收環節簡便、可重復使用、經濟性好等優點，受到基坑行業的重視和青睞。

1 PC工法組合鋼管樁工藝原理及適用范圍

1）工藝原理 PC工法組合鋼管樁通過鋼管樁與拉森鋼板樁之間的連接形成一個整體的鋼質連續墻體，體系包括多根圓形鋼管樁與鋼板樁，并在其兩側對稱設置止水鎖扣，止水鎖扣采用鋼材軋制成型的鉤狀結構，便于鋼管植入，且在回收時結構基本保持植入前的結構形狀，可直接再利用。鋼管樁與鋼板樁之間通過上述止水鎖扣相互配合咬合連接。鋼管樁具有較強的抗彎性和抗斷性，樁長、樁徑間距可根據基坑設計要求布置，鋼管樁與鋼管樁之間，鑒于不同土質及開挖深度，可任意插入1～3支拉森鋼板樁（見圖1）。

圖1 PC工法組合鋼管樁

2）適用范圍 PC工法組合鋼管樁為通過設置連接小企口將鋼管樁與拉森鋼板樁企口連接的組合式圍護樁，適用于各種復雜地質，尤其適合土質差需要支撐圍護的深基坑工程圍護結構；同時也適用于圍堰、城市地下管道綜合管廊、管溝、連廊豎井、地鐵基坑等工程。

2 PC工法組合鋼管樁的特點

1）施工方便且可回收重復利用 鋼管樁與拉森鋼板樁組合圍護連續墻體系可兼做止水帷幕，通過機械手交替壓入土體中，鋼管與鋼板通過鉤狀結構連接，便于鋼管樁植入，且回收時結構基本保持植入前的結構形狀，可直接再利用，是一種新型綠色環保圍護連續墻。

2）止水效果好 鋼管樁與拉森鋼板樁通過止水鎖扣相互咬合連接，結合管井降水，解決了粉土層基坑邊壁滲水、管涌等問題，具有很好的止水效果。

3）節能環保 此圍護體系施工過程不產生泥漿及余土，零污染，施工場地整潔，施工機械相對簡單，施工操作靈活無死角，打拔方便，施工速度快。

4）安全性 通過鋼管樁與拉森鋼板樁的連接形成一個整體的鋼質連續墻，整體穩定性好。鋼管樁具有較強的抗彎性和抗斷性，鋼管樁為生產線定型產品，產品質量可控，可有效降低因人為操作或地質原因對施工質量的影響。鋼管樁為開口鋼管，在施工過程中不會對土體造成擠壓影響，同時起拔后土體仍遺漏在原位，無需如H型鋼起拔后需進行注漿處理。

5）經濟性 鋼管樁與鋼管樁之間，鑒于不同的土質及開挖深度，可任意插入1～3支拉森鋼板樁，從而降低施工成本。施工速度快，對比常規 S MW工法樁、鉆孔灌注樁施工，可縮短圍護樁施工周期1～2個月，零養護期，降低樁基施工期的租賃使用成本。

3 PC工法組合鋼管樁施工工藝與操作要點

1）施工工序 PC工法組合鋼管樁可按圖2順序進行，保證圍護樁連續性和接頭施工質量，鋼管樁的搭接依靠拉森鋼板樁小企口施工保證，以達到止水作用。

圖2 PC工法組合鋼管樁施工工序

2）PC工法組合鋼管樁施工主要采用振動法。施工前根據待建工程情況、地質條件、周邊環境條件、樁徑等，選擇合適的沉樁機械。鋼管樁施工前，根據樁位布置圖進行測量放樣并復核驗收。根據確定的施工順序安排鋼管樁、拉森鋼板樁等物資的放置位置。根據PC工法組合鋼管樁的軸線開挖導向溝，并在溝槽邊設置定位型鋼，并應在定位型鋼上標出鋼管樁和拉森鋼板樁的插入位置。3支點樁基底盤應保持水平，平面允許偏差為±20 mm，立柱導向架垂直度偏差不應大于1／250。

3）PC工法組合鋼管樁沉樁時，鋼管樁和拉森鋼板樁應交替沉樁，以保證鋼管樁與拉森鋼板樁企口搭接質量。PC工法組合鋼管樁應均勻控制沉樁速度，一般控制下沉速度1 m／m i n。PC工法組合鋼管樁在下沉過程中應采用措施保證樁的垂直度，確保水平偏差≤10 mm，標高偏差不大于100 mm。沉樁時，出現樁身傾斜、位移、樁身破損或沉樁困難等異常情況時，應停止沉樁，待查明原因并進行必要處理后方可繼續施工。吊樁時嚴禁樁身碰撞樁機，避免樁身損傷。

4）在工程施工至 ±0.000 m且PC工法組合鋼管樁與地下室外墻之間空隙回填密實后，方可對PC工法組合鋼管樁進行回收。PC工法組合鋼管樁起拔宜采用專用液壓起拔機，起拔前制定相應的起拔專項組織方案，按順序分別起拔鋼管樁和拉森鋼板樁，起拔后的鋼管樁和拉森鋼板樁宜放置于指定位置，并盡快運離施工現場。起拔過程中，應避免撞擊建筑主體結構。

5）PC工法組合鋼管樁的質量檢查與驗收應分為施工期間過程控制、成墻質量驗收和基坑開挖期檢查3個階段。施工期間過程控制內容包括：驗證施工機械性能，材料質量，檢查鋼管樁和拉森鋼板樁的定位、長度、標高、垂直度，鋼管樁和拉森鋼板樁下沉速度，鋼管樁和拉森鋼板樁的規格，拼接焊縫質量等；PC工法組合鋼管樁的成墻質量驗收包括鋼管樁和拉森鋼板樁的企口搭接狀況、位置偏差等；基坑開挖期間檢查包括鋼管樁和拉森鋼板樁的企口搭接狀況、垂直度及滲透水等情況。

6）PC工法組合鋼管樁的質量保證措施 ①鋼管焊接宜采用坡口焊接，質量要求不低于二級。單根鋼管中焊接接頭不宜超過2個，焊接接頭位置應避開鋼管彎矩最大處。所有焊縫應連續飽滿，焊縫高8 mm，具體參數可根據設計及現場情況作適當調整。②施工過程中，填寫施工記錄，施工記錄表中詳細記錄樁位編號、樁長、時間及深度，施工過程中質檢員、技術負責人、監理工程師等各級管理人員監督施工，施工記錄報項目監理審批。③施工前應檢查材料質量、樁位、機械工作性能及各種測量設備完好程度。鋼管及拉森樁必須具有供應商提供的出廠合格證和質保書方能使用。施工中質量檢驗包括機械性能、材料質量及樁位、樁長、樁頂高程、樁身垂直度、施工間等。

4 結語

PC工法組合鋼管樁樁體強度高抗彎抗剪性能好，能更好地控制基坑變形和坍塌的風險，確?；拥恼w穩定性。其使用的是可循環周轉的定型材料，節約圍護結構投入，縮短基坑圍護施工時間，降低基坑圍護機械的租賃費用，節省建設資金占用從而節約施工成本。作為臨時結構，可充分利用有限土地資源；可重復使用，施工中不產生泥漿等建筑垃圾，無任何地下障礙物產生，施工噪聲低，減少環境污染，并符合國家節能減排的要求。PC工法組合鋼管樁作為一種新型的圍護樁工藝，經濟效益和社會效益明顯，具有較大的推廣價值。