深基坑拉森鋼板樁支護(hù)施工與質(zhì)量控制研究

文／閆紹松 上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200000

1、項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目地塊位于無(wú)錫市梁溪區(qū)，東側(cè)為塘南路，北側(cè)為清名路，西側(cè)和南側(cè)為錫鋼浜古運(yùn)河，境內(nèi)地勢(shì)平坦，建設(shè)條件良好。本項(xiàng)目整體劃分為一個(gè)標(biāo)段開(kāi)發(fā)，該標(biāo)段范圍包括集中商業(yè)：地下一層總建筑面積為9021.21m2，1棟5層商業(yè)、地下1層地下室組成，地上總建筑面積約15286.45m2；街區(qū)商業(yè)：占地1560.47m2，由3棟3層商業(yè)、地下1層地下室組成，地上總建筑面積4138.41 m2，有鋼結(jié)構(gòu)連廊；文化山谷：占地約3500m2，由1棟2層商業(yè)、2棟3層商業(yè)及地下1層地下室組成，地上總建筑面積約3300m2，有鋼結(jié)構(gòu)連廊；濱水商業(yè)街占地約10200m2，由9棟2層商業(yè)、5棟3層商業(yè)（C-5#、C-10#、C-11#、C-12#、C-13#）。1號(hào)廠房（展示區(qū)及游客集散中心）：占地約1200m2，3層商業(yè)。3號(hào)廠房（無(wú)界MUSEUM）：占地約2300m2，4層商業(yè)。本工程圍護(hù)采用拉森小齒口鋼板樁，采用一道型鋼圍檁。型鋼支撐截面尺寸為H400×400×13×21型鋼。鋼支撐須開(kāi)槽架設(shè)安裝，待支撐系統(tǒng)全部形成后，方可進(jìn)行基坑開(kāi)挖。鋼支撐安裝必須平直，每根支撐在全長(zhǎng)范圍內(nèi)的彎曲不得超過(guò)15mm。圍檁內(nèi)側(cè)，采用10槽鋼焊接三角形托架，作為圍檁的斜支撐。

2、工程難特點(diǎn)分析

2.1 不良地質(zhì)條件對(duì)基坑施工影響

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查取得的地質(zhì)與地層的相關(guān)數(shù)據(jù)，施工場(chǎng)地是否存在地裂縫、滑坡、活動(dòng)斷裂等不良因素的出現(xiàn)，施工場(chǎng)地有較破碎廠房老基礎(chǔ)殘留，屬于對(duì)工程不利的埋藏物，應(yīng)進(jìn)行處理。擬建場(chǎng)地地貌單一，擬建場(chǎng)地70m 深度范圍內(nèi)地層為第四系全新統(tǒng)、更新統(tǒng)沉積物（主要為黏性土和粉/砂土等）組成。

2.2 深基坑施工合理的現(xiàn)場(chǎng)平面布置

本工程基坑開(kāi)挖深度5.7m，開(kāi)挖面積約2.5萬(wàn)m2，基坑安全等級(jí)為二級(jí)。根據(jù)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》，本工程深基坑施工屬危險(xiǎn)性較大的分項(xiàng)工程。

對(duì)策：（合理分區(qū)分塊施工）：土方開(kāi)挖施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照基坑施工方案進(jìn)行，注重“時(shí)空效應(yīng)”，以“分層、限時(shí)開(kāi)挖”為原則，根據(jù)后澆帶進(jìn)行分區(qū)開(kāi)挖。挖土?xí)r嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求進(jìn)行，基坑土方根據(jù)分區(qū)依次施工。大基坑（除汽車(chē)坡道）分為A、B、C共三大區(qū)域。首先同時(shí)開(kāi)挖A1、A2區(qū)和C區(qū)土方，A1、A2區(qū)向前退挖，采用二級(jí)放坡1：1，放坡平臺(tái)不小于1.5m，分層開(kāi)挖。C區(qū)按后澆帶情況分為5個(gè)小區(qū)，為預(yù)防管涌發(fā)生，跳倉(cāng)開(kāi)挖；A1、A2、C區(qū)域土方開(kāi)挖墊層隨挖隨澆搗，開(kāi)挖完成后進(jìn)行B區(qū)開(kāi)挖，待地下室結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。

3、拉森鋼板樁施工技術(shù)

3.1 拉森樁及鋼支撐主要施工方法

3.1.1 材料要求

⑴鋼板樁選用拉森Ⅳ號(hào)小齒口鋼板樁（9、12、15M）。所有進(jìn)入到施工場(chǎng)地的鋼板樁，都要先進(jìn)行樁身與外觀的查驗(yàn)，板樁施打之前要在其咬口處使用黃油涂抹表層，從而確保其防水成效與施工的順利進(jìn)行。

⑵基坑轉(zhuǎn)角處的板樁，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)角的平面形狀做成相應(yīng)的異型角板樁，且轉(zhuǎn)角樁和定位樁的樁長(zhǎng)宜比其他板樁加長(zhǎng)2m。

⑶鋼板樁堆放場(chǎng)地應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，組合鋼板樁堆放高不宜超過(guò)3層。

⑷鋼板樁的鎖口處不可出現(xiàn)變形與破損以及樁身不可出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象。后續(xù)施工的樁與先打樁之間的鋼板樁鎖口在其施工前要使用套索檢驗(yàn)。

3.1.2 打樁的步驟

⑴為了確保鋼板樁垂直方向符合條件，施工中使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀控制其方向與選用對(duì)周邊環(huán)境影響不大的振動(dòng)捶打方式進(jìn)行工作。

⑵施打的方式選用屏風(fēng)式，能夠很好的保證其咬口閉合與垂直度的情況。通過(guò)使用板樁的數(shù)量與軸線就能夠調(diào)整好轉(zhuǎn)角處的咬口閉合的情況。屏風(fēng)式施工法主要表現(xiàn)為：施工時(shí)，可先把屏風(fēng)墻兩邊的鋼板進(jìn)行施打到指定的高度，使其起到板裝的定位作用，而后打入的順序需要呈階梯狀施工。其操作的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：避免施工中傾斜誤差值的增大，其便于封閉合攏的完成，從而確保板樁墻的施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

⑶樁身接頭在同一截面內(nèi)不應(yīng)超過(guò)50%，接頭焊縫質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

⑷鋼板樁樁位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

⑸若是在開(kāi)挖后的基坑中出現(xiàn)維護(hù)樁壁滲漏水的情況，要立即進(jìn)行堵漏，防止其影響后續(xù)工程的施工。

3.2 支撐用途

⑴所用材料：使用的焊條為E43型號(hào)及采用Q235-B級(jí)的型鋼。

⑵連接構(gòu)件的方式：①構(gòu)件的接觸邊要進(jìn)行滿(mǎn)焊施工，其焊縫的高度大于等于8毫米。②拉森鋼板樁與圍檁之間用高強(qiáng)密實(shí)混凝土填實(shí)。

⑶為了確保板樁與圍檁之間緊密結(jié)合，內(nèi)部均勻傳力，在水平方向上設(shè)置支撐桿件和其在對(duì)應(yīng)方位增加圍檁相應(yīng)的作用力。

⑷為了提升施工安裝的精確性，基坑開(kāi)挖到支撐的高度之后在每相隔1米的位置處，使用28A的槽鋼托架，在支撐與圍檁安裝到位后進(jìn)行相關(guān)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的連接。

⑸鋼構(gòu)件的加工制作及安裝過(guò)程要嚴(yán)格控制好質(zhì)量，所遵循的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)務(wù)必是符合相關(guān)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 放線與溝槽的開(kāi)挖

⑴依據(jù)規(guī)劃部門(mén)提供的水準(zhǔn)點(diǎn)及控制線，務(wù)必要嚴(yán)格依照所設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行施工投測(cè)，建立高程引測(cè)點(diǎn)和軸線控制網(wǎng)。

⑵先將圍護(hù)樁的交匯控制點(diǎn)定位準(zhǔn)確，而后依照控制點(diǎn)將維護(hù)的中心線放出。依據(jù)工作場(chǎng)地和樁徑的直徑使用灰線將維護(hù)中心線兩端標(biāo)識(shí)清楚。

⑶依照維護(hù)基坑的控制線。對(duì)溝槽進(jìn)行開(kāi)挖施工，而所使用的挖土機(jī)的型號(hào)選擇為PC200。在施工開(kāi)挖的過(guò)程中，要時(shí)刻確認(rèn)地下是否存在其他雜物，若是有，要及時(shí)清除，將其開(kāi)挖至維護(hù)壓頂梁的墊層底部即可。

⑷完成開(kāi)槽后，依據(jù)鋼板樁的中心線位置采用經(jīng)緯儀設(shè)備，將樁位分批次測(cè)放，用白灰灑落至樁位處，及時(shí)用Ф8鋼筋做好標(biāo)記，其埋入土層的深度要大于等于30厘米，與此同時(shí)進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)措施。

⑸測(cè)量與放線：首先是現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)于相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核，然后由相關(guān)質(zhì)檢員復(fù)查確認(rèn)，再由項(xiàng)目總工程師審核評(píng)定，最后由監(jiān)理工程師（業(yè)主代表）給予相關(guān)的簽字確認(rèn)。

⑹驗(yàn)收合格的樁位點(diǎn)與軸線由技術(shù)人員交接給施工人員，完成交接的樁位點(diǎn)的保護(hù)由施工人員進(jìn)行負(fù)責(zé)。如果出現(xiàn)樁位點(diǎn)遭受破壞的情況，務(wù)必要重新施工測(cè)放。

3.4 堆放與吊運(yùn)鋼板樁

在使用四點(diǎn)起吊的方式裝卸鋼板樁施工，吊運(yùn)時(shí)，單次吊起鋼板樁的數(shù)量不可太多，務(wù)必要將鎖口位置保護(hù)好，避免其受到損傷。鋼板樁擺放位置要在堅(jiān)固且平坦的地面，特殊情況下可對(duì)擺放場(chǎng)地進(jìn)行夯實(shí)整平。

堆放鋼板樁要注意到如下幾點(diǎn)：⑴首先要將施工便利考慮在內(nèi)，規(guī)劃好擺放的方向、位置、次序等。⑵堆放鋼板樁需要依照其規(guī)格、長(zhǎng)度、施工部位、型號(hào)等，并且設(shè)置好對(duì)應(yīng)的型號(hào)標(biāo)識(shí)。⑶要求分類(lèi)別堆放板裝，在堆放組合鋼板樁時(shí)，其高度不可超出三層，每層之間都要使用枕木墊上。一般情況下，其之間的距離設(shè)置為3～4米，并且要保證墊木在上下層的位置保持在同一垂直線上，其總高度不可超出2米。

3.5 施打鋼板樁

施工前先檢查鋼樁是否符合使用條件，如有問(wèn)題要及時(shí)做出相應(yīng)的修平與整理，將吊板樁孔設(shè)置到鋼樁上口補(bǔ)強(qiáng)板的位置，用黃油涂抹至鋼板樁內(nèi)部的鎖口處，使用易拆卸物料將下口位置塞好，試驗(yàn)時(shí)采用兩米的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。所使用圍檁的樁務(wù)必要保證其水平與垂直，其位置牢固可靠與準(zhǔn)確。其中圍檁支架的在地面上的高度要大于3米。圍檁間凈距比2根鋼板樁組合寬度大8-15mm。當(dāng)液壓錘鉗口鉗住板樁后將樁吊至插樁點(diǎn)處。先由二個(gè)人扶正樁身，根據(jù)施工前劃好的樁打入線開(kāi)始打入第一根，第一根樁應(yīng)保持垂直。接著打設(shè)鋼板樁，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)前一根的位置，調(diào)整樁的垂直度，為保證樁的垂直度，用經(jīng)緯儀加以控制，待垂直后，由專(zhuān)業(yè)指揮人員指揮，之后即可開(kāi)始進(jìn)行沉樁。沉樁至樁頂比自然地面高約0.2m。在10根樁位軸線以?xún)?nèi)調(diào)整圍檁轉(zhuǎn)角處裝的合攏。如果閉合出現(xiàn)困難，此處的鋼樁可以進(jìn)行搭接處理，其后背要進(jìn)行相應(yīng)的防水處理措施。施工沉樁時(shí)，若是出現(xiàn)導(dǎo)向架中心線偏斜，要立即調(diào)整打樁機(jī)的位置。

3.6 閉合鋼板樁

在鋼板樁閉合的施工中，務(wù)必要確保兩端鎖口位置互相套牢，控制好沉樁的具體形態(tài)。要特別注意如下幾個(gè)方面：（1）閉合樁的過(guò)程中，其位置一定要選擇合理的方位，（2）閉合樁的兩邊的鋼板務(wù)必要在同一軸線位置，要時(shí)刻確保其垂直，且之間的距離要和鋼板樁的寬度相一致。（3）進(jìn)行閉合樁的施工中，務(wù)必要將連接板全部切除，保證沉降過(guò)程中鋼板樁的伸縮自如。若是沉樁不順利，可將操作暫停，將相鄰兩根樁拔除。切記不可提高鎖扣位置，并且割除相鄰的連接板，才可使速度加快，直至符合設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求。沉降施工中出現(xiàn)操作困難時(shí)，不可強(qiáng)制進(jìn)行沉樁的步驟，從而防止出現(xiàn)撕開(kāi)縮口的現(xiàn)象。

3.7 查驗(yàn)鋼板樁

工程中所使用的鋼板樁只是對(duì)基坑起臨時(shí)的止水與支護(hù)作用，故而無(wú)須對(duì)其材質(zhì)進(jìn)行查驗(yàn)，只要求進(jìn)行外觀的查驗(yàn)，對(duì)不符合要求的鋼板樁要進(jìn)行矯正整平，從而有利于打樁施工的順利進(jìn)行。需要檢查的外觀主要包含其長(zhǎng)度、厚度、寬度、平直度、鎖口狀態(tài)、表面缺陷等。查驗(yàn)時(shí)需要注意的情況如下：①割除對(duì)影響鋼板樁打入的焊接處。②如有斷面、缺失、割孔的現(xiàn)象，要及時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。③如果鋼板樁銹蝕很?chē)?yán)重，要取其斷面的實(shí)際厚度，從而在計(jì)算中確認(rèn)是否有折減的需要。施工場(chǎng)地鋼板樁的外觀要全部進(jìn)行查驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)鋼板樁不符合條件，要立即做矯正處理。

3.8 基坑開(kāi)挖

依據(jù)內(nèi)支撐的次序進(jìn)行對(duì)應(yīng)的土方開(kāi)挖，在基坑頂部使用一臺(tái)長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行施工?？觾?nèi)輕型井點(diǎn)降水，待水位降至開(kāi)挖面標(biāo)高以下0.5m再進(jìn)行開(kāi)挖；開(kāi)槽施工鋼圍檁，從自然土面向下挖至標(biāo)高-3.7m，支撐安裝；開(kāi)挖需要在達(dá)到污水池底標(biāo)高的位置，并且要給人工清理土層預(yù)留出200毫米的距離。開(kāi)挖施工結(jié)束后，要及時(shí)將積水排盡，而后將其填實(shí)整平后，澆筑砼墊層以達(dá)到保護(hù)基坑的作用。

3.9 內(nèi)支撐的施工

基坑內(nèi)部的內(nèi)支撐與圍檁自上而下所設(shè)置的層數(shù)為1層，采用H400×400 ×13 ×21型鋼作為內(nèi)支撐與圍檁的材料。

3.10 清理圍堰內(nèi)側(cè)

在合攏鋼板樁的施工中，一般情況下使用的方式為機(jī)械開(kāi)挖，操作時(shí)按照指定的某個(gè)方向施工。為避免開(kāi)挖深度超出設(shè)計(jì)需要，可采用分階梯式的開(kāi)挖施工方式，在達(dá)到一定深度后，使用人工清理基坑，且將排水溝與集水井的施工一起進(jìn)行開(kāi)挖，完工后立即完成抽水的步驟與澆筑混凝土墊層，從而避免基層遭受破壞。

3.11 鋼板樁拔除

在鋼板樁墻處于封閉式狀態(tài)時(shí)，拔樁的起始點(diǎn)至少離樁腳五根位置以上，特殊情況下可見(jiàn)間隔拔起。

拔樁的注意點(diǎn)有：⑴施工拔樁時(shí)，為了減弱土的阻力，采用震動(dòng)的方式將鎖口處震松散，然后邊震動(dòng)邊拔起。若是出現(xiàn)難以拔出的板樁，要使用柴油錘將其打入100～300毫米位置，而后與振動(dòng)錘替換使用進(jìn)行振拔與振打，而拔樁產(chǎn)生的孔洞，要立即填實(shí)處理。⑵起重的設(shè)備要跟隨振動(dòng)錘的起動(dòng)逐步增加荷載，一般情況下起吊力要小于減震彈簧的最大收縮率。⑶所使用供電電源的功率為振動(dòng)錘電動(dòng)機(jī)的額定功率的1.2～2.倍之間。（4）使用間歇震動(dòng)的方式，針對(duì)拔出阻力較大的鋼板樁，每次用于震動(dòng)的時(shí)間為15秒。連續(xù)工作的振動(dòng)錘不允許超過(guò)1.5小時(shí)。

3.12 填實(shí)樁孔

鋼板樁拔除的作業(yè)要求：宜選用振動(dòng)錘進(jìn)行拔樁；鋼板樁在拔除時(shí)，應(yīng)考慮拔樁對(duì)周邊環(huán)境的影響，及時(shí)調(diào)整拔樁速率。采用跳拔控制對(duì)周邊環(huán)境的影響，拔樁后產(chǎn)生的樁位孔穴應(yīng)及時(shí)用注漿回填密實(shí)。

4、解析掌控拉森鋼板樁的施工質(zhì)量

4.1 采購(gòu)鋼板樁的質(zhì)量

在購(gòu)置拉伸鋼板樁時(shí)，務(wù)必要注意其出廠合格證、使用說(shuō)明書(shū)及其他證明的材料。企業(yè)在采購(gòu)相關(guān)使用設(shè)備時(shí)，其對(duì)應(yīng)的說(shuō)明材料務(wù)必要全面，以此才能確保其鋼板樁的質(zhì)量符合條件。購(gòu)買(mǎi)時(shí)還要對(duì)鋼板樁外觀的形態(tài)、表面完好情況進(jìn)行查驗(yàn)。綜上所述的內(nèi)容都是施工之初需要關(guān)注的方面。

4.2 導(dǎo)架尺寸的掌控

施工安裝中務(wù)必要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行相關(guān)的工作，要對(duì)導(dǎo)架的標(biāo)高與平面尺寸進(jìn)行相關(guān)查驗(yàn)，知悉導(dǎo)架的具體標(biāo)高及長(zhǎng)度，其中如有焊接處，其施工質(zhì)量一定要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 鋼板樁的打入

將兩個(gè)方向的垂直度都要控制嚴(yán)格，在其轉(zhuǎn)角鋼板的第一片處的施工中，要特別進(jìn)行關(guān)注掌控，就是為了便于入土導(dǎo)架的固定，并且此時(shí)還需要工人進(jìn)行電焊焊接的處理，圍檁的使用要緊隨其后，使用線錘確保其垂直度一直都符合條件。其次在其他角樁和中間標(biāo)準(zhǔn)裝入土前，還需特別關(guān)注的是在捶打震動(dòng)鋼板樁時(shí)，導(dǎo)致相鄰鋼板樁的下沉，就有可能會(huì)出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，故而施工中的步驟要控制合理，防止出現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

4.4 鎖扣處理

為了防止在粘土封堵的過(guò)程中出現(xiàn)夾渣的現(xiàn)象，從而引發(fā)滲透事故發(fā)生。故而在鎖扣封堵前務(wù)必要進(jìn)行清洗的流程，使用高壓水槍來(lái)完成其步驟。如果封堵鎖扣是采用內(nèi)扣的橡皮條，就有可使縫隙增大，而此時(shí)當(dāng)粘土擠出后，就不會(huì)產(chǎn)生滲透的現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)：

當(dāng)前深基坑支護(hù)是工程建設(shè)中一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，為了有效提高深基坑施工質(zhì)量，就應(yīng)該提升相關(guān)支護(hù)工作的質(zhì)量，而拉森鋼板樁技術(shù)就是其中的一種很實(shí)用的方法。故而相關(guān)方面的人員要持續(xù)對(duì)拉森鋼板樁的施工技術(shù)進(jìn)行探究，不斷將施工工藝精細(xì)化、可操作化，控制好其中關(guān)鍵的施工技術(shù)，從而保障工程建設(shè)的發(fā)展與施工的安全。