摘 要：本文案例取自一個(gè)河南省十三五規(guī)劃重點(diǎn)工程，該案例是拉森鋼板樁在基坑開(kāi)挖支護(hù)的典型應(yīng)用。主要介紹確定使用拉森鋼板樁的依據(jù)，以及拉森鋼板樁的施工機(jī)具選型、定位防線、打入、垂直度標(biāo)高控制、錨桿與圍檁施工，以及拉森鋼板樁的拔出等工藝要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：拉森鋼板樁；排樁；圍檁；整體穩(wěn)定驗(yàn)算；抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.164

1 項(xiàng)目概況

濮陽(yáng)豫能發(fā)電有限公司2×60萬(wàn)千瓦機(jī)組上大壓小工程是河南省重點(diǎn)工程，該工程廠外煤炭輸送部分由我們河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院以EPC總承包方式承建。廠外煤炭輸送部分的主要工程特點(diǎn)是將鐵路來(lái)煤卸車區(qū)設(shè)在廠外5.5km處，煤炭在卸煤區(qū)經(jīng)卸車、除雜物、篩碎后經(jīng)管帶機(jī)運(yùn)至主廠區(qū)。這樣做既大幅降低了運(yùn)煤投資，也提高了輸煤系統(tǒng)的卸車、儲(chǔ)煤能力。實(shí)現(xiàn)這樣的卸車能力要建設(shè)容納FCD2-220-A/B 轉(zhuǎn)子式雙車翻車機(jī)兩臺(tái)的翻車機(jī)室，該翻車機(jī)室結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為-13.60m，平面結(jié)構(gòu)尺寸為42.0m×28.0m，其下方#1轉(zhuǎn)運(yùn)站結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為-25.0m，整體尺寸約為13.4×26.15m，局部凸出5.6×6.8m，翻車機(jī)室的南側(cè)30米就是國(guó)鐵晉豫魯鐵路，保證鐵路運(yùn)行安全更是增加了翻車機(jī)室開(kāi)挖支護(hù)的難度?；訃o(hù)示意圖見(jiàn)圖1：“基坑圍護(hù)示意圖”。

翻車機(jī)室及其下方#1轉(zhuǎn)運(yùn)站施工位于工程關(guān)鍵線路，且其他作業(yè)線路相對(duì)自由時(shí)差都在四個(gè)月以上。這樣的工程特點(diǎn)使得翻車機(jī)室的開(kāi)挖支護(hù)成為重點(diǎn)。

2 備選方案比選

為了保證翻車室開(kāi)挖支護(hù)方案的安全可靠、盡量縮短工期、費(fèi)用控制在可控計(jì)劃范圍以內(nèi)，我院廠外煤炭輸送EPC總承包項(xiàng)目部根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告（見(jiàn)表1“地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告摘要表”）策劃了多種翻車室開(kāi)挖支護(hù)方案。

“地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告摘要表”備注：基坑開(kāi)挖深度內(nèi)以第四系為主，地下水穩(wěn)定水位埋深7.5～9.5m。地下水位標(biāo)高在39.90～41.20m。

經(jīng)反復(fù)比選，確定了以下兩個(gè)備選方案：

備選方案一：1、-9米以上土層開(kāi)挖與工藝邊坡支護(hù)（南側(cè)-8米）；2、基坑降排水；3、-9米以下（南側(cè)-8米）翻車機(jī)室護(hù)坡樁施工與腰梁、冠梁圍護(hù)；4、使用沉井工藝-13.60m以下的#1轉(zhuǎn)運(yùn)站。

備選方案二：1、-9米以上土層開(kāi)挖與工藝邊坡支護(hù)（南側(cè)-8米）；2、-9米以下（南側(cè)-8米）翻車機(jī)室拉森鋼板樁施工與圍檁支護(hù)；3、基坑降排水；4、使用沉井工藝-13.60m以下的#1轉(zhuǎn)運(yùn)站。

這兩個(gè)備選方案的主要區(qū)別就在于-9米以下（南側(cè)-8米）翻車機(jī)室土方開(kāi)挖的方式是采用排樁支護(hù)還是采用拉森鋼板樁鋼板樁支護(hù)。

依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》 JGJ 120-2012、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）、《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001），使用《里正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件》7.0版（BP1），對(duì)兩備選方案各個(gè)開(kāi)挖、加撐工況通過(guò)內(nèi)力位移包絡(luò)圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，以及分別使用三角形法、指數(shù)法、拋物線法進(jìn)行地表沉降圖結(jié)構(gòu)計(jì)算，再進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算（使用瑞典條分法）、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起驗(yàn)算、嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算，以及錨桿抗拔承載力驗(yàn)算。

在都能滿足規(guī)程、規(guī)范的前提下，對(duì)這兩個(gè)備選方案進(jìn)行工期、費(fèi)用比較：

實(shí)施排樁圍護(hù)方案首先要實(shí)施鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，然后需要實(shí)施錨固、腰梁、冠梁施工。由于要經(jīng)歷鋼筋籠制作、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)等過(guò)程，預(yù)計(jì)工期七個(gè)月。實(shí)施拉森鋼板樁圍護(hù)方案則只需直接使用專用打樁機(jī)械在水刀配合下，將拉森鋼板樁震打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，預(yù)計(jì)工期四個(gè)月?？梢?jiàn)，兩者相比，拉森鋼板樁圍護(hù)方案施工機(jī)械簡(jiǎn)單、施工方便快捷、無(wú)需養(yǎng)護(hù)即插即用，比排樁圍護(hù)方案縮短工期三個(gè)月。

按照拉森鋼板樁方案實(shí)施維護(hù)作業(yè)情況下，拉森鋼板樁是基本可回收循環(huán)使用的，而且，鋼板樁施工機(jī)械化程度高，避免了使用排樁圍護(hù)所需的約6000人工日。經(jīng)計(jì)算，本工程使用拉森鋼板樁工藝比使用排樁圍護(hù)方案可節(jié)省費(fèi)用約捌拾萬(wàn)元。

在經(jīng)過(guò)上述詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，我們選擇了拉森鋼板樁翻車機(jī)室土方開(kāi)挖支護(hù)方案。

3 拉森鋼板樁支護(hù)翻車機(jī)室土方開(kāi)挖的主要工作內(nèi)容

3.1 基坑支護(hù)的基本設(shè)計(jì)方案是

（1）地塊基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括放坡支護(hù)，拉森鋼板樁+錨索。

（2）場(chǎng)地整平地面標(biāo)高-0.8m，上部放坡。其中東、西、北側(cè)采用放坡+拉森鋼板樁+錨索支護(hù)形式，放坡采用1：1.2坡率，平臺(tái)寬度1.0m，坡面掛網(wǎng)并噴射素混凝土；南側(cè)采用放坡+拉森鋼板樁+錨索支護(hù)形式，放坡采用1：1坡率，平臺(tái)寬度1.0m，坡面掛網(wǎng)并噴射素混凝土。

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系按坑外地下水位標(biāo)高10.0m設(shè)計(jì)，當(dāng)水位超過(guò)時(shí)，根據(jù)基坑監(jiān)測(cè)情況采取必要措施。

3.2 基本工序

根據(jù)基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)方案分析，基坑的支護(hù)施工包括場(chǎng)地平整→上部放坡→設(shè)置地表排水系統(tǒng)→鋼板樁施工→基坑開(kāi)挖→施工錨索→下一層開(kāi)挖→第一道支撐體系建立→向下開(kāi)挖至基坑第二道支撐標(biāo)高→第二道支撐體系建立→向下開(kāi)挖至底板底標(biāo)高。

3.3 鋼板樁施工工藝

各項(xiàng)施工內(nèi)容中又獨(dú)立成一套施工工藝，本文僅對(duì)鋼板樁施工工藝介紹如下：

3.3.1 設(shè)備選型

為了節(jié)約工期，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地，樁打拔時(shí)采用液壓履帶式打拔機(jī)。該設(shè)備自重相對(duì)于履帶吊振動(dòng)錘較輕，行走自如，施工速度塊，安全性能高，24小時(shí)都能施工。

3.3.2 定位放線

放出準(zhǔn)確的打樁方向線。在方向線以外挖寬0.5m深0.8m的溝槽，在溝槽的兩端用木樁將定位線引出，在施工過(guò)程中隨時(shí)校核，保證樁打在一條直線上，開(kāi)挖后方便圍檁和支撐的施工。

3.3.3 鋼板樁打入

鋼板樁采用U型400×160拉森鋼樁，樁長(zhǎng)為15m（南側(cè)、其他側(cè)樁長(zhǎng)12米）。鋼板樁的機(jī)械性能和尺寸應(yīng)符合要求。經(jīng)過(guò)試樁，地質(zhì)條件不適宜直接打入，需要配合水刀作業(yè)。經(jīng)過(guò)整修或焊接后的鋼板樁，堆存、搬運(yùn)、起吊時(shí)應(yīng)防止由于自重而引起的變形與損壞。進(jìn)樁時(shí)把樁卸到打拔機(jī)附近6米范圍之內(nèi)，打拔機(jī)把樁夾起同時(shí)吊到打樁方向線上空，兩輔助工利用工具輔助打拔機(jī)對(duì)好方向。再沿方向線對(duì)好前一根樁的止口插入土體，為了防止鋼板樁的自然跟進(jìn)，第一根樁應(yīng)高出地面1米左右，后續(xù)鋼板樁打之前應(yīng)插入前一根板樁的卡槽。在基坑底四周采用鋼板樁圍護(hù)，就同時(shí)了形成止水帷幕，具備優(yōu)良的止水性。

3.3.4 垂直度標(biāo)高控制

鋼板樁打入時(shí)有一人專門指揮，隨時(shí)調(diào)整鋼板的垂直度，保證其垂直，鋼板樁在插入土體比較淺時(shí)（4～5m），用線錘或經(jīng)緯儀控制鋼板樁垂直度。樁頂標(biāo)高距自然地面-3.0m，第一根樁用水準(zhǔn)儀控制樁頂標(biāo)高，后面的樁參照前面樁的標(biāo)高，每隔10米距離利用水準(zhǔn)儀復(fù)核一次樁頂標(biāo)高。使打入的樁整齊，受力均勻。

在打鋼板樁的過(guò)程中，應(yīng)隨即檢查其平面位置是否正確，樁身是否垂直，如發(fā)現(xiàn)傾斜（不論是前后傾斜或左右傾斜）應(yīng)立即糾正或拔起重打。鋼板樁采用振動(dòng)等方法下沉。開(kāi)始沉樁時(shí)宜用自重下沉，待樁身有足夠穩(wěn)定后再采用振動(dòng)下沉。打樁機(jī)械采用38噸履帶吊車，DZ45A型振動(dòng)沉拔樁錘。

3.3.5 錨桿、圍檁施工

圍檁和支撐的中心標(biāo)高按圖紙標(biāo)高控制在距樁頂標(biāo)高-1.50m，圍檁下方用厚14mm以上的鋼板做牛腿，間距3m。圍檁與鋼板樁的空隙用碎鋼板墊實(shí)。圍檁采用型鋼雙拼32a（40c）工字鋼。

3.3.6 鋼板樁的拔出

鋼板樁的拔出仍用履帶式液壓拔樁機(jī)，在拔樁機(jī)行駛的路徑上鋪設(shè)路基箱板，鋼板樁拔出時(shí)拔樁機(jī)盡量少振動(dòng)，減少對(duì)周圍土體的擾動(dòng)。樁拔出后留下的空隙用黃砂回填密實(shí)，防止日后周圍土體位移。

3.3.7 鋼板樁的施工允許偏差：沉樁的垂直度控制在1.5%。

4 實(shí)施效果

使用拉森鋼板樁實(shí)施翻車機(jī)室（含其下#1轉(zhuǎn)運(yùn)站）的土方開(kāi)挖支護(hù)方案于今年六月通過(guò)了專家評(píng)審，七月開(kāi)始施工，十月通過(guò)驗(yàn)收，工期、費(fèi)用完全符合計(jì)劃。經(jīng)沉降觀測(cè)，圓滿達(dá)到預(yù)期目的。

作者簡(jiǎn)介：趙東亮（1968-），男，河南鄭州人，本科，高級(jí)工程師，一級(jí)建造師，主要從事EPC管理工作。