拉森鋼板樁在市政雨水管道支護施工中應(yīng)用研究

王彥須

摘 ?要：城市周邊道路環(huán)境整治工程中，對于不同的施工環(huán)境需要進行詳細系統(tǒng)的力學(xué)分析。因受現(xiàn)狀電線桿影響，導(dǎo)致溝槽開挖放坡限制，為保證施工安全，溝槽開挖選用了拉森鋼板樁進行支護，為了準(zhǔn)確的描述拉森鋼板樁在施工過程中的穩(wěn)定性，從理論分析拉森鋼板樁受力特性并對拉森鋼板樁施工方案進行設(shè)計，為復(fù)雜環(huán)境條件下的市政路網(wǎng)管溝施工積累了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：拉森鋼板樁;管道施工;支護;應(yīng)用

中圖分類號：TU392 ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）22-0179-03

Abstract： In the environmental renovation project of roads around the city， detailed and systematic mechanical analysis is needed for different construction environments. Due to the influence of the current telephone pole， the groove excavation is restricted. In order to ensure the construction safety， Larsen steel sheet pile is selected for support， in order to accurately describe the stability of Larsen steel sheet pile in the construction process， the mechanical characteristics of Larsen steel sheet pile are analyzed theoretically and the construction scheme of Larsen steel sheet pile is designed， which accumulates experience for the pipe ditch construction of municipal road network under complex environmental conditions.

Keywords： Larsen steel sheet pile; pipeline construction; support; application

1 工程概況

本工程為安成鋪周邊環(huán)境道路整治工程國慶西路路段，國慶西路北側(cè)K2+120-K2+350段，由于設(shè)計雨水管道平面位置兩側(cè)有兩排現(xiàn)狀電線桿，管道埋深4米。為確保施工期間電線桿的穩(wěn)定和正常供電，雨水管道溝槽開挖需要采用鋼板樁支護。

2 拉森鋼板樁支護技術(shù)特點

與其他支護技術(shù)相比，拉森鋼板樁支護施工技術(shù)具有其獨到的特征，具體包括以下幾個方面：

（1）拉森鋼板樁不僅具有高強度、高耐久性的優(yōu)勢，而且使用壽命更長，可以多次重復(fù)利用甚至高達30次之多。

（2）拉森鋼板樁可以直接打入地下，即便外界環(huán)境比較惡劣，如松軟的土質(zhì)、含水豐富的地質(zhì)條件等，也不會對它產(chǎn)生太大的影響。

（3）拉森鋼板樁利用鎖口咬合能夠形成連續(xù)樁墻，如此以來就可以起到良好的擋土、阻水效果，可謂是一樁兩用，可以代替支護樁與止水帷幕兩道工序發(fā)揮作用。在完成地下結(jié)構(gòu)施工回填之后還可以拔出并進行重復(fù)使用，一方面可以節(jié)約工程造價，另一方面還符合綠色施工理念的要求，起到節(jié)能環(huán)保的作用。

3 拉森鋼板樁受力特性分析

3.1 計算取值

（1）材質(zhì)

拉森IV型鋼板樁每延米截面特性W=2037cm3，允許應(yīng)力[σ]=210MPa。

內(nèi)支撐圈梁、頂撐及斜撐材質(zhì)均采用Q235B，允許應(yīng)力[σ]=170MPa，[τ]=100MPa。

（2）地質(zhì)資料

根據(jù)現(xiàn)場提供地質(zhì)資料，擬取各土層厚度如表1所示。

考慮鋼板樁與土體的摩擦，由《簡明深基坑工程設(shè)計施工手冊》查表得：土層1填土中被動土壓力提高系數(shù)，查表內(nèi)插得K1=1.36，土層2粉質(zhì)粘土中被動土壓力提高系數(shù)，查表內(nèi)插得 K2=1.55，土層3粘土中被動土壓力提高系數(shù)，查表內(nèi)插得 K3=1.64。計算時未考慮土體的粘聚力，結(jié)果偏安全。

3.2 鋼板樁強度及入土深度驗算

3.2.1 計算方法

取1m寬度范圍鋼板樁進行計算，圍堰外為主動土壓力，圍堰內(nèi)為被動土壓力，按照等值梁法原理計算，土壓力采用水土合算法。

3.2.2 驗算工況

鋼板樁圍堰懸臂挖至內(nèi)支撐設(shè)計高程以下0.5m（+18.5m）處，準(zhǔn)備安裝內(nèi)支撐。此時應(yīng)該按照懸臂式板樁進行鋼板樁強度和入土深度計算。

4 拉森鋼板樁支護設(shè)計

雨水管道安裝工程支護鋼板樁圍堰采用拉森IV型鋼板樁進行基坑支護，樁長6m。圍堰內(nèi)設(shè)一道內(nèi)支撐，圍堰圍囹采用H400×400型鋼，內(nèi)支撐采用2I20a工字鋼臥放;支撐每4米設(shè)一道，圍堰內(nèi)斜撐采用I20a工字鋼臥放，正反牛腿采用I20a，每3米置一道。內(nèi)支撐設(shè)置在距樁頂1m處。支護鋼板樁圍堰平面結(jié)構(gòu)布置如圖3所示，斷面結(jié)構(gòu)如圖4所示。

5 支護鋼板樁施工作業(yè)

5.1 施工放樣

（1）仔細對施工圖紙進行復(fù)查，領(lǐng)會設(shè)計意圖。（2）根據(jù)圖紙確定樁位、標(biāo)高，準(zhǔn)確計算管道中樁坐標(biāo)和軸線方向，然后根據(jù)計算的具體位置進行施工放樣，為便于開挖后的檢查校核，基礎(chǔ)軸線控制樁應(yīng)延長至基坑外加以固定。

5.2 支護鋼板樁施工作業(yè)

打插鋼板樁是利用機械手進行的，為保證鋼板樁打設(shè)精度采用屏風(fēng)式打入法。先用吊車將鋼板樁吊至插點處進行插樁，插樁時鎖口要對準(zhǔn)，每插入一塊即套上樁帽，輕輕加以錘擊;為防止鎖口中心線平面位移，可在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移。同時在圍檁上先算出每塊板樁的位置，以便隨時檢查校正;開始打設(shè)的一、二塊鋼板樁的位置和方向應(yīng)確保精度，以便起到樣板導(dǎo)向作用，故每打入1m應(yīng)測量1次，打至預(yù)定深度后應(yīng)立即用鋼板與圍囹支架焊接固定。

（1）施工準(zhǔn)備：鋼板樁運到現(xiàn)場后，均應(yīng)詳加檢查、丈量、分類、編號，特別要檢查鎖口并清理干凈，在鎖口處涂以黃油膏，以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。

（2）經(jīng)測量定位后，設(shè)置導(dǎo)向圈梁：在測量監(jiān)控下，每間隔一定距離插打定位樁，在定位樁上安裝導(dǎo)向圈梁，確保導(dǎo)向圈梁的精確性。

（3）鋼板樁插打：插打鋼板樁前，在導(dǎo)向框架上精確標(biāo)出每一片鋼板樁的位置，在某一邊中間一片鋼板樁位置兩側(cè)焊角鋼作小導(dǎo)向，確保鋼板樁不左右移位，在儀器監(jiān)控下慢慢打入。中間一片鋼板樁是兩側(cè)鋼板樁的依托，必須確保鋼板樁垂直，然后在兩側(cè)對稱打入若干片鋼板樁，待打入的鋼板數(shù)量足夠多，有足夠的穩(wěn)定性時，即可從一邊連續(xù)打入鋼板樁。鋼板樁吊起后，需以人力扶持插入前一塊鋼板樁的鎖口內(nèi)，動作要緩慢、防止損壞鎖口、插入以后稍松吊繩，使樁憑自重滑入或用錘重下壓。

（4）鋼板樁圍堰合攏：為了便于鋼板樁圍堰合攏，合攏處的兩片樁應(yīng)一高一低，合攏時往往出現(xiàn)“上小下大”的情況，此時可用兩個滑車組向兩邊拉開，直到合攏樁兩邊樁頂?shù)木嚯x等于鋼板樁寬度為止，在接近平行時，再將合攏樁插入，打到設(shè)計標(biāo)高。

（5）基坑開挖及內(nèi)支撐安裝。鋼板樁支護采用分段施工方法，鋼板樁插打完畢一段后，即進行基坑開挖作業(yè)，開挖至內(nèi)支撐下0.5m處，即安裝內(nèi)支撐。內(nèi)支撐安裝完畢，開挖至基坑設(shè)計標(biāo)高，進行雨水管道施工。

（6）鋼板樁圍堰的拆除。等雨水管道施工完成后，向圍堰內(nèi)回填土，使內(nèi)部地面位于支撐底面以下50cm時，然后拆除內(nèi)支撐，再回填土至原地面，然后用履帶吊配合振動錘將鋼板樁逐片拔出。

6 結(jié)束語

為保證施工安全，溝槽開挖選用了拉森鋼板樁進行支護，為了準(zhǔn)確的描述拉森鋼板樁在施工過程中的穩(wěn)定性，從理論分析拉森鋼板樁受力特性并對拉森鋼板樁施工方案進行設(shè)計，合理選擇了施工方案，嚴(yán)格按照論證后的方案進行技術(shù)交底，制訂有效的質(zhì)量、安全保障措施，結(jié)合現(xiàn)場實際情況認(rèn)真組織施工。拉森鋼板樁工程施工中，雨水管道溝槽沒有出現(xiàn)塌方，周邊構(gòu)筑物無沉降，未見鋼板樁變形、地面塌陷等現(xiàn)象，確保管道工程順利進行，取得了良好的效益。

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