淺析拉森鋼板樁在水利工程基坑支護中的應用

吳佳龍

（江西精諾檢測有限公司，南昌 330200）

0 引 言

在水利圩堤施工建設中防洪墻施工難度較大，影響施工質量的因素比較多，選擇合適的基坑支護施工技術，有利于水利圩堤防洪墻施工任務順利完成。適用于防洪墻基坑支護施工的技術比較多，如鉆孔灌注樁、噴射混凝土、錨桿支護、拉森鋼板樁等，相比于其他施工技術，拉森鋼板樁既能形成一個穩定的基坑支護結構體系，又能起到良好防滲漏、防沖擊效果，能夠很好的滿足水利圩堤防洪墻基坑支護施工的要求。以下對在南康堤防洪墻基坑支護施工中，采用了拉森鋼板樁支護技術進行詳細分析。

1 工程概述

南康堤位于鄱陽湖北岸的廬山市縣城城南，著名旅游圣地廬山南麓，三面臨水，隔湖與都昌、吳城相望。圩堤堤線全長3.692km，為保護廬山市城的圩堤。該圩堤是鄱陽湖區二期防洪工程的15 座重點圩堤之一，工程等級Ⅱ等。工程建設的主要任務是通過對圩堤的除險加固，提高保護區內農田和居民及廬山市的抗洪能力。防洪墻工程位于鄱陽湖大道段，全長1.37km，位于樁號鄱湖0+000～鄱湖1+370，防洪墻開挖深度為4.5m，根據設計要求，為防止施工過程中基坑坍塌，擬在沿防洪墻基坑開挖邊坡外進行拉森型鋼板樁支護，支護完成后沿鋼板樁邊線進行開挖，U 型拉森鋼板樁樁長9m，型號為：Q359BSY295；幅寬：400mm，厚度170mm，鋼板樁嵌入土層約4.5m。

2 拉森鋼板樁基坑支護施工中要點

2.1 對拉森鋼板樁的保護

拉森鋼板樁自身結構質量，直接關系到防洪墻基坑支護的效果和質量，在南康堤施工中，采用了U 型拉森鋼板樁，其長度達到9m，前期保護難度大，如何有效保障拉森鋼板樁在使用前不破壞，是本工程施工的重點。為解決這一問題，需要從質量檢驗、吊裝、堆放的角度入手，對拉森鋼板樁進行保護。

質量檢驗：從材質檢驗、外觀檢驗兩個方面入手，對質量不合格的拉森鋼板樁進行矯正和處理，若破損嚴重，需要及時更換新的拉森鋼板樁，以降低后期打樁的難度，并提升支護效果。質量檢驗的內容包括：表面缺陷、長度、寬度、厚度、鎖口形狀等。

吊裝：裝卸的鋼板樁時，使用二點吊法。在吊裝過程中，一次吊裝的鋼板樁數量不能太多，要注意防止鎖頭損壞。吊裝方法有成捆吊裝和單桿吊裝兩種。成捆吊裝一般使用鋼索捆綁，而單根吊裝則經常使用特殊的吊具[1]。

堆放：鋼板樁堆場應選在平整結實，不易受重力影響，且易于運輸至樁基現場的地方。堆放的次序，位置，方向，平面布局等，都要為日后的施工提供便利。板樁應該按照型號、規格和長度分別堆放，并在堆放的地方放置標志和說明，板樁應該進行分層堆放，每一層堆放的數量通常不會超過5 根，在每一層之間都要鋪上枕木，并且要保證墊木的間隔。通常3～4m，上下兩層墊板在一條豎線上，堆放的總高度≤2m。

2.2 注重導架安裝質量的控制

在進行拉森鋼板樁施工中，如何有效保證沉樁軸線位置準確以及拉森鋼板樁豎直度是施工的另一難點。在案例工程施工中，為有效控制拉森鋼板樁打入的準確性，防止拉森鋼板樁屈曲變形，提升樁體的貫入能力，設置了具有一定強度、剛度的導架[2]。為提升導架的穩定性，需要能夠和第一層圍檁配合使用，以保證拉森鋼板樁打入的精度。在進行導架安裝中，需要高度重視以下3 點：

1）選擇經緯儀和水平儀相互聯合的方法，對導梁的位置進行有效的控制和調整；

2）導梁的高度要和防洪墻深基坑的高度相適應，以控制拉森鋼板樁的施工高度，提升施工效率；

3）導梁嚴禁隨著拉森鋼板樁的打設，出現不均勻下沉和結構變形問題。

2.3 嚴控拉森鋼板樁施打效果

采用帶有振動錘的吊車進行施打，施工前必須對地下管道、構筑物等進行詳細確認，并仔細確定支撐樁中線。在打樁之前，應逐個對其進行檢驗，將普通板樁的聯接鎖口腐蝕嚴重、變形嚴重及時清除，不合格的要進行修理。在打樁之前，在板樁的鎖口內涂油脂，方便后期拔出。在打樁時，要時刻對每一根樁柱的傾斜程度進行檢查，確保其斜度≤2%，如果傾斜程度太大，無法采用拉齊方法調正時，應立即拔出，重新進行打樁[3]。板樁施打過程中，采取屏風式打入法施工。該方法在施工過程中，不會造成鋼板樁的屈曲、扭轉、傾斜及墻面的凹陷，且施工的精確性高，容易實現密閉施工。在具體施打時，需要先將10～20 根鋼板樁成列地插在導向框架中，形成屏風狀，然后進行打樁。一般情況下，要將屏風墻兩端的一組板樁打到設計標高或一定的深度，且要對其豎直度進行嚴格的控制，并用電焊將其固定在圍檁上，在中間的位置，按照順序分1/3 或1/2 板樁高度打入。

屏風式打入法的順序可分為正序、逆序、往復序、中分序、中和序、組合序等。施工次序對板樁的垂直度、位移、軸向膨脹、板樁墻的凸起和成樁效果有較大的影響。施打順序直接關系到拉森鋼板樁施工的成敗。在本工程施工中，當屏風墻兩端已經打設的拉森鋼板樁呈現出逆向傾斜時，需要采用正向施打順序，反之則采用逆向施打順序[4]。當屏風墻的兩端拉森鋼板樁具有良好的垂直度時，為加快施工速度，可采用往復順序進行施打。若拉森鋼板樁的長度比較長時，可采用組合式施打順序。選用的原則為：對于已經在屏風墻兩側打好的鋼板樁，如果是反向的，無論選擇何種施打順序，拉森鋼板樁打設的公差標準要滿足表1 中的規定。

表1 板樁打設的公差標準表

2.4 拉森鋼板樁施工防滲漏處理

在水利圩堤防洪墻基坑支護中采用拉森鋼板樁施工中，防滲漏是非常重要的一個環節，同時也是本工程施工難點和重點。在進行拉森鋼板樁施工中防滲主要是通過鎖口自身的密實性來實現的，若鎖口自身就存在密實度不足的問題，一旦遇到外側水壓過大問題，拉森鋼板樁圍堰會出現滲漏情況，為解決這一問題，本工程采取了如下防滲漏處理措施。

1）為提升拉森鋼板樁防滲漏效果，需要注意對鎖口位置的檢查和加固，在正式施工前，要選擇相同型號的短鋼板樁進行鎖口滲漏試驗，以便檢查拉森鋼板樁鎖口位置的松緊長度，無論是過松或者是過緊，都會引起滲漏問題。因此，在進行拉森鋼板樁施打前，需要在鎖口位置涂抹一層黃油，并且在施打中需控制好垂直度，絕不可強行施打，導致鎖口發生損壞。

2）拉森鋼板樁施工完成之后，還需要進行小范圍的防滲處理，積水抽出后，若發現拉森鋼板樁鎖口位置存在滲漏問題，但滲漏水不是非常嚴重時，可選擇破棉絮對滲漏位置進行封堵[5]。

3）針對施工完成后出現的大型滲漏問題，可采用快速堵漏劑對鎖口進行封堵，若滲漏特別嚴重，需要在拉森鋼板樁圍堰滲漏外側安放砂帶進行封堵，內側需要用板條、棉絮等進行內嵌封堵。

4）拉森鋼板樁轉角位置是防滲漏的重點，本工程采用角樁進行連接，若連接的緊密性不足，容易發生流砂問題，需要進行壓密注漿處理，注漿數量不能＜3～4 根拉森鋼板樁。

2.5 拉森鋼板樁的拔出

當水利圩堤防洪墻基坑回填完成后，要及時拔出拉森鋼板樁，以便重復利用，在拔出前，需要制定科學的拔出方案，選擇合適的拔出時間。否則會由于拔出振動的影響，引起地面沉降、位移等問題，影響既有地下構筑物的穩定性和安全性[6]。本工程在進行拉森鋼板樁拔出時采用了振動錘拔樁法，通過振動錘形成的強迫振動，擾動土層，破壞拉森鋼板樁周圍土的粘聚力，降低拔樁阻力，再通過吊車拔出。在進行拔樁操作時，需要注意的問題的是針對封閉式拉森鋼板樁墻，拔樁起點需要離開角樁至少5 根以上，并采用跳拔法進行拉拔。拔樁與打樁的順序相反。針對比較難以拔出的拉森鋼板樁，可先用柴油錘將其振動100～300mm，再用振動錘進行振拔。

3 施工效果分析

在案例工程水利圩堤防洪墻基坑支護施工中采用了拉森鋼板樁支護技術，取得了良好效果。形成支護體系之后，垂直度誤差在2%以內，沿著基坑軸線方向墻面左右的允許偏差在300mm 以內，拉森鋼板樁鎖口緊密，止水效果好，沒有發生滲漏問題。為水利圩堤防洪墻基坑其他工序的施工營造另一個良好的條件，保障了施工任務順利完成，值得類工程參考借鑒。

4 結 語

綜上所述，結合實際案例，分析了基于拉森鋼板樁的水利圩堤防洪墻基坑支護施工。水利圩堤防洪墻基坑支護范圍大，止水要求高，而且對支護結構的穩定性、安全性有嚴格要求。對支護技術的應用效果有很高的要求[7-8]。在南康堤防洪墻基坑支護施工中，采用了拉森鋼板樁施工技術，在實際應用中，從注意對拉森鋼板樁的保護、注重導架安裝質量的控制、嚴控拉森鋼板樁施打效果、拉森鋼板樁施工防滲漏處理、拉森鋼板樁的拔出五個方面同時入手，實現了對水利圩堤防洪墻基坑的有效支護，取得了良好的施工效果，可為類似工程施工提供施工檢驗和參考指導。