談“疊合式拉森止水鋼板樁”施工技術

梁兆漢

（廣東省第一建筑工程有限公司）

0 引言

隨著我國經濟迅速騰飛，城市化建設速度不斷加快，越來越多高樓大廈撥地而起，城市建設為我國現代化建設作出了巨大的貢獻。鋼板樁用于基坑支護，其施工方便快速、可重復使用、施工過程中沒有產生泥漿和其它建筑垃圾，有利于環保的特點而廣泛用于基坑工程支護；但單板式鋼板樁由于其自身的抗彎和抗變形能力的限制，隨著基坑深度的增加，鋼板樁基坑支護就應運而生“疊合式拉森止水鋼板樁”深基坑支護結構形式（通過鋼板樁的焊接加工，使鋼板樁具有更高強的搞彎和抗變形能力從而更有力的保證基坑支護結構安全），由于鋼板樁連接質量以及樁墻平整度、垂直度過大，極易產生樁墻嚴重漏水、支護樁墻變形從而引起結構安全問題。為此，必須做好鋼板樁的連接質量和施工質量技術措施工作，避免樁墻過漏水和過大的結構變形，提高施工質量。

1 工程概況

1.1 設計概況

某高層建筑，靠近海邊的外資商業大廈建筑，3 層地下室，地下結構工程采用半逆作法施工，大廈內4 個核芯筒采用“疊合式拉森止水鋼板樁”將地下室底板以下核芯筒結構先于地下室底板結構完成；核芯筒基坑結構支護情況：3 層地下室，支護深度為3m×3.5m，鋼板樁墻深度為36m（懸臂段為10.5m，嵌固段為25.5m），采用工字鋼圍檁（2 層鋼圍檁）、工字鋼撐梁（2 層撐梁）、工字鋼立柱，支護鋼板樁采用錘擊式方法施工。地下40 米內均為回填土和砂層，土質透水性能力較強，很容易做成鋼板樁墻的漏水。為此，在本工程施工中必須做好疊合鋼板樁的加工、鋼板樁連接質量及其它相關工序處理工作。

1.2 地質勘測概況

根據本場地勘察報告場地基坑開挖影響范圍，按巖性、地質年代和成因類型來劃分，場地內土（巖）層可分如下幾層：

⑴塊石素填土層

灰白色，主要由中風化～微風化花崗巖塊石不均勻混其碎石、砂礫組成。呈稍濕～飽和，稍密，局部松散狀態。鉆孔揭露厚度1.50m～8.70m，平均揭露厚度6.10m；層頂埋深0.00m，層頂標高3.18m～4.07m。

⑵淤泥質土層

深灰、灰黑色，含少量有機質，有腥臭味。呈飽和，流塑狀態。鉆孔揭露厚度2.40m～14.40m，平均揭露厚度6.74m；層頂埋深2.70m～37.80m，層頂平均深度18.34m；層頂標高-33.99m～1.10m，層頂平均標高-14.58m。

⑶粉砂層

灰色，砂礫成份為石英、長石及少量云母，次棱角狀～亞圓形，混黏粒不均勻，級配較差。多呈飽和，稍密狀態。場地絕大部分分布，鉆孔揭露厚度4.90m～31.70m，平均揭露厚度26.69m；層頂埋深2.10m～8.70m，層頂平均深度26.73m；層頂標高-5.23m～2.28m，層頂平均標高-3.02m。該層局部呈雙層產出。

2 施工工藝及質量技術關鍵點

2.1 施工工藝

2.1.1施工機械設備

主要包括：40t～60t 履帶吊機（或汽車吊機）、斯巴達HHP16 型液壓錘擊式打樁機、施工升降機、電焊機、鋼板樁導墻鋼架等。

2.1.2施工工藝流程

加工平臺制作→疊合式鋼板樁焊接加工→樁墻定位放線→清除（樁墻）地面以下5 米范圍內弧石等阻礙物→導向架安裝→插入第一排鋼板樁→插入第二排鋼板樁插入并進行焊接連接→插入第三排鋼板樁并進行焊接連接

2.1.3疊合式鋼板樁制作

可以采用工字鋼平臺架，要求平臺具有足夠的強度和剛度、平整堅固且靠近鋼板樁堆放場地，加工場地做好排水坡度，配置汽車吊機和運輸車輛配合加工。

2.1.4疊合式鋼板樁焊接加工

⑴焊條、焊絲、焊劑等焊接材料必須符合設計文件和國家規范標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81 的規定。焊條產品的生產有效期內使用，焊接前，電焊條須要求進行烘焙。

⑵焊工必須經過考試并取得合格證書，持證焊工必須在其考試合格及其認可范圍內施焊。

⑶對首次采用的鋼材、焊接方法、焊后熱處理等，應進行焊接工藝評定，并應根據評定報告確定焊接工藝。

⑷設計要求全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內部缺陷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷檢驗。焊縫質量須100%合格。

⑸焊縫外觀質量要求：一、二級焊縫，表面不允許存在表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷、咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。

⑹鋼板樁在拼裝前和拼裝后的變形，超過技術要求時，均應進行矯正；矯正方法和矯正工具應根據變形的具體位置、程度而采用有針對性的矯正工具。薄板與厚度小于12mm 的，宜用手工矯正。大規格的和變形范圍較大的，則應將變形較大的鋼板樁重新分塊單件調直后，再重新進行疊合焊接拼接。

2.1.5樁墻定位放線

根據業主提供的工程坐標點，采用GPS 或全站儀測放出樁墻的位置并作出標志線并留設測量控制樁以便復核樁墻位置正確。鋼板樁擋墻允許偏差見表1，應符合“建筑地基基礎工程施工規范”GB51004-2005 表6.3.10-1的規定。

表1 鋼板樁擋墻允許偏差

2.1.6清除阻礙物

首先通過與業主及相關部門溝通，確認樁墻地面以下確無地下電費及市政管線，然后采用PC200 或PC250挖土機對樁墻地面以下5 米范圍范圍進行挖掘翻土，清除孤石及其它地下阻礙物。

2.1.7導向架安裝

導向架采用工字鋼、鋼板焊接而成，主要有工字鋼支座、操作平臺、安全防護拉桿、樁墻限位器、上落梯、斜撐桿，如圖1所示。

圖1 導向架安裝示意圖

導向架安裝前須進行場地平整并達到平整要求，由測量員測放出導向架的標志線，然后采用吊機將導向架安放在支護樁墻兩側。導向架應滿足強度及剛度要求，能夠確保樁墻在施工過程中的安全性能，不應隨板樁打設而下沉或變形，施工時應經常觀測導向架的位置及標高。

2.1.8鋼板樁插入及打進

⑴鋼板樁打設通常采用振動錘，采用錘擊式時應在樁錘與板樁之間設置樁帽，打設時應重錘低擊（在實際工程應用中采用“斯巴達HHP16 型液壓錘擊式打樁機”錘擊式施工方法），當板樁支護墻基坑鄰近建（構）筑物及地下管線時，應采用靜力壓樁法施工，并應采用導孔法或根據環境狀況控制壓樁施工速度。

⑵板樁宜采用屏風法打設，半封閉和全封閉的板樁應根據板樁規格和封閉段的長度計算所需鋼板樁的根數（實際工程應用采取半封閉屏風式打樁方法）。

⑶鋼板樁身上需標志有進深標志，以便遇到地下障礙物時，知道該地下障礙物的深度和沿樁墻寬度的范圍，并根據實際情況采用繞過障礙物的應對措施。

⑷樁墻的垂直連接采用焊接方式連接，水平橫向采用凹凸齒扣方式連接。

⑸樁身接頭在同一標高處不應大于50%，接頭焊縫質量不應低于Ⅱ級焊縫要求。

2.2 技術關鍵點

2.2.1材料質量措施

工程所用的材料必須按ISO 質量標準程序文件和作業指導書規定要求由合格分承供應以及進行進場前的檢驗、試驗。其他輔助材料如焊劑、氧氣、乙炔、二氧化碳等也都必須由合格分承包方供應并按規定項目進行檢查。所有采購的原材料均應由技術部明確第批次材料的到貨期限、規格、型號、質量要求、數量、采用技術標準等。焊條、焊劑做好防潮和烘干處理。對油漆進行保質期控制。

2.2.2防止鋼板樁扭曲變形措施

⑴鋼板樁加工質量保證措施。由于焊接疊合式拉森鋼板樁過程中的高溫變形和碰撞等原因，會產生鋼板樁的變形扭曲，從而使鋼板在扣接成墻的過程中產生樁墻過大的扭曲變形和較大的滲漏水情況；因此，在加工疊合式拉森鋼板中要使用加工操作平臺和避免焊接高溫過大質量保證措施。

⑵加工平臺和加工成品堆放平。

為防止鋼板樁的變形，可以采用工字鋼平臺架，要求平臺具有足夠的強度和剛度、平整堅固且靠近鋼板樁堆放場地，加工場地做好排水坡度，配置汽車吊機和運輸車輛配合加工，以防止在施工過程中的變形。

⑶矯正措施。

鋼板樁在拼裝前和拼裝后的變形，超過技術要求時，均應進行矯正；矯正方法和矯正工具應根據變形的具體位置、程度而采用有針對性的矯正工具。薄板與厚度小于12mm 的，宜用手工矯正。大規格的和變形范圍較大的，則應將變形較大的鋼板樁重新分塊單件調直后，再重新進行疊合焊接拼接。

2.2.3鋼板樁連接焊縫質量技術關鍵點

⑴施焊前需將鋼板樁上的老銹和其它粘附雜物清除干凈；

⑵焊接要求焊縫表面平整光滑、無氣孔夾渣、焊廇、末焊透及末熔合及內在質量好，焊條規格尺寸應符合設計要求。

⑶夾渣、氣孔、末焊透，用碳刨刨除后，補焊。⑷焊縫過溢或焊瘤，用砂輪打磨或碳刨刨除。

⑸焊補時應在坡口內引弧，熄弧時應填滿弧坑，多層焊的焊層之間接頭應錯開，焊縫長度應不小100mm，當焊縫長度超過500mm時，應采用分段退焊法。

⑹返修部位應連續焊成。如中斷焊接時，應采取后熱、保溫措施，防止產生裂紋。再次焊接前，應用磁粉或滲透探傷方法檢查，確認無裂紋后方可繼續補焊。

2.2.4平整度、垂直度控制

鋼板樁導向鋼架（配備有上下導向鋼梁并具有足夠剛度，導向梁應緊夾鋼板樁，確保樁墻在型鋼架直線范圍內的平整度和垂直度）就位正確；導向鋼架應符合平整度和垂直度的要求，第一排鋼板樁插入導向架內應進行現場測量核驗合格，以保證樁墻順直和垂直，垂直度要求控制在1.0%以內，樁身彎曲度2%L（L為鋼板樁長度）其它技術要求按照“鋼圍堰工程技術標準”GB/T 51295-2018的相關技術標準。

2.2.5樁墻轉角連接技術措施

首先選取備用鋼板樁并將鋼板樁上的一條對應部位的齒扣條沿直線方向切割下來，然后將此“齒扣”連接條焊接到轉角鋼板樁上形成鋼板樁墻的轉角。

2.2.6施工過程中遇孤石措施

施工過程中遇到孤石時，可與設計人溝通，采用擴大或局部擴大鋼板樁范圍避開孤石或其它令設計滿意的技術措施。

2.2.7其它注意事項

⑴用于支護結構的鋼板樁需完整無損，連接齒槽不得碰損變形。

⑵鋼板樁施工時需有進深米數劃線標志。

⑶支護結構鋼圍檁與鋼板樁的凸面貼合，對于間隙10mm的部位，應墊鋼墊板。

⑷支護結構應按設計要求設置應力應變片等基坑

⑸疊合式拉森止水鋼板樁支護結構施工過程中需遵守“鋼結構工程施工質量驗收規范”GB50205-2001技術標準。

3 結語

鋼板樁以其高質量（高強度，輕型，隔水性良好），施工速度快，可重復使用，有利于環保的特點在建設工程中得到廣泛應用，“疊合式拉森止水鋼板樁”與普通單板使用相比較，明顯提高了樁墻的剛度和搞變形能力，為深基坑支護結構安全使用提供了更為可靠的保障。只有嚴格實施工程質量技術措施，精心策劃組織與實施，做好各項技術工作，才能提高施工技術水平，保障工程質量。