付振明，史寧，張萌萌，何彬彬，武祥運(yùn)

（中國(guó)機(jī)械工業(yè)機(jī)械工程公司，鄭州450051）

1 引言

寧波EPDM 項(xiàng)目位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)，屬于填海造地區(qū)域，在基坑較深、施工區(qū)域內(nèi)地下水位較高、土質(zhì)較差、地質(zhì)情況復(fù)雜、周?chē)薪ㄖ铩⒉捎梅牌麻_(kāi)挖不現(xiàn)實(shí)時(shí)，可以采用拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基坑支護(hù)開(kāi)挖，如圖1 所示。

2 拉森鋼板樁施工特點(diǎn)和適用范圍

圖1 拉森鋼板樁基坑支撐剖面示意圖

拉森鋼板樁有強(qiáng)度高、結(jié)合緊密、不易漏水、施工簡(jiǎn)便、速度快、可減少土方開(kāi)挖量、能周轉(zhuǎn)重復(fù)使用等特點(diǎn)。拉森鋼板樁施工技術(shù)多用于淤泥、粉質(zhì)性泥土等地基和地下水資源豐富區(qū)域，用作地面以下建筑物基礎(chǔ)或構(gòu)筑物以及大開(kāi)挖性質(zhì)的深基坑施工時(shí)的臨時(shí)支護(hù)、防水結(jié)構(gòu)，或在水中建造構(gòu)筑物做圍堰使用。

3 拉森鋼板樁施工工法原理及操作流程

3.1 工法原理

拉森鋼板樁的施工技術(shù)是采用高頻液壓振動(dòng)錘對(duì)鋼板樁進(jìn)行振動(dòng)打、拔樁法，通過(guò)高頻液壓振動(dòng)錘對(duì)鋼板樁在向下施壓的同時(shí)增加振動(dòng)力，使土體松動(dòng)與水相融后液化變軟，減少了土與鋼板樁之間的摩擦阻力和吸附力，并施加壓力或提升力將鋼板樁插入或拔出。

3.2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.2.1 鋼板樁現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)與存放

施工現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)裝卸鋼板樁時(shí)必須采用兩點(diǎn)吊，且吊運(yùn)前應(yīng)試吊試驗(yàn)。每次吊運(yùn)根數(shù)應(yīng)先經(jīng)過(guò)理論重量計(jì)算再經(jīng)過(guò)試吊試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定，吊運(yùn)時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鎖口不受損傷。吊運(yùn)方法有扎捆起吊和單根起吊。扎捆起吊一般采用鋼索捆扎后吊運(yùn)，而單根吊運(yùn)一般采用專(zhuān)用鋼絲繩加鎖扣吊運(yùn)。鋼板樁的倒運(yùn)和堆放應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3.2.2 鋼板樁打設(shè)技術(shù)要求

為防止鎖口中心線平面位移，施工時(shí)可以在打樁進(jìn)行方向設(shè)置：控制線、導(dǎo)向樁（梁）、冠梁以及在鋼板樁鎖口處設(shè)卡板等措施阻止板樁位移。同時(shí)在（導(dǎo)向樁、梁）冠梁上提前計(jì)算出每塊板樁的位置，以便隨時(shí)檢查校正。

一般情況下是先打同一條軸線上兩個(gè)轉(zhuǎn)角的部位，先打轉(zhuǎn)角樁把角部位置固定、把角鎖住，以保證其位置和方向的準(zhǔn)確性。然后從一個(gè)角向另一個(gè)角的方向開(kāi)始打設(shè)，最先開(kāi)始的一、二塊鋼板樁的位置和方向應(yīng)確保精確，以便保證后面打設(shè)的精度，因此每打入1m 應(yīng)根據(jù)所選用的控制方法測(cè)量一次，打設(shè)過(guò)程中隨打隨糾偏，達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)應(yīng)及時(shí)用鋼筋或鋼板與控制樁（梁）或者冠梁、焊接固定以防止鋼板樁打設(shè)軸線位移過(guò)大，開(kāi)挖第一層時(shí)邊開(kāi)挖邊與圍檁支架焊接固定。

3.3 鋼板樁打設(shè)方法

由于拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和深度是根據(jù)不同主體結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的，因此，不一定是鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)寬度的整數(shù)倍，或因板樁墻的軸線較復(fù)雜、地質(zhì)復(fù)雜、打設(shè)過(guò)程中軸線位移等原因等導(dǎo)致鋼板樁打入時(shí)的傾斜且鎖口部有空隙，這些都會(huì)給板樁墻的最終封閉合龍帶來(lái)困難，通常要采用導(dǎo)形板樁、軸線修整等方法來(lái)解決。

3.3.1 異形板樁的使用方法

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)封閉合龍時(shí)，往往要采用特殊形式的異形板樁。一般是將鋼板樁從背面中線處切開(kāi)，再根據(jù)選定的斷面進(jìn)行組合焊接而成。由于斷面不規(guī)則和只能在施工現(xiàn)場(chǎng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝和焊接，所以作業(yè)面受限，因此，加工和安裝質(zhì)量難以保證，打入和拔出也比較困難，所以應(yīng)盡量避免采用。

3.3.2 單樁打入法

這種方法是以一塊鋼板先打下，然后再打下一塊與之嵌接，依次從一角開(kāi)始逐塊插打，也可以從兩頭向中間打，直至工程結(jié)束[1]。這種施工方法簡(jiǎn)便，樁機(jī)行走速度快，施工費(fèi)用成本低，功效高。但單樁打法容易向一邊傾斜位移，打樁過(guò)程需及時(shí)修整，否則誤差積累不易糾正；墻面平直度難控制，因此，施工前盡量設(shè)置導(dǎo)向樁（梁）或者冠梁，以保證其打樁精度。

3.3.3 設(shè)置圍檁的方法

這種方法是在基坑比較深、地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)采用，第一層圍檁高度約在鋼板樁頂標(biāo)高以下1m 左右的位置設(shè)置（一般情況下鋼板樁的頂部露出施工地表面約0.5m 左右，第一層開(kāi)挖深度應(yīng)在鋼板樁頂標(biāo)高以下2m 以內(nèi)），安裝第一層圍檁架，將板樁依次與圍檁支持焊接加固，待四周封閉合龍穩(wěn)定后，再繼續(xù)開(kāi)挖，并根據(jù)開(kāi)挖深度要求設(shè)置第二層或者第三層圍檁。

3.4 鋼板樁的拔除

3.4.1 拔樁順序

拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)拔樁順序的起點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)樁角2m 以外或是從中間開(kāi)始。必要時(shí)還可間隔拔除，打樁順序與拔除樁順序相反。

3.4.2 拔樁時(shí)注意事項(xiàng)

拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振松動(dòng)以減小土的阻力，然后邊拔邊振。對(duì)較難拔出的板樁可先用振動(dòng)錘將樁振打下50～200mm，再與振動(dòng)錘交替振打、振拔。必要時(shí)振動(dòng)錘可以左右搖擺并采用稀砂漿灌縫，既能達(dá)到潤(rùn)滑板樁減少摩擦力作用，又能達(dá)到拔出后的灌縫效果。

起重機(jī)應(yīng)隨振動(dòng)錘的起動(dòng)而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。

供振動(dòng)錘使用的電源應(yīng)為振動(dòng)錘本身電動(dòng)機(jī)額定功率的1.2～2.0 倍。

對(duì)引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15min，振動(dòng)錘連續(xù)工作不超過(guò)1.5h。

3.5 樁孔處理

1）樁孔應(yīng)及時(shí)回填處理，特別是周?chē)薪ㄖ?、?gòu)筑物或地下管線的場(chǎng)合，尤其應(yīng)注意及時(shí)回填，否則往往會(huì)引起周?chē)馏w位移及沉降，并由此造成臨近建筑物等的破壞。

2）回填材料常用砂子細(xì)石或細(xì)石混凝土又或者注入水泥砂漿。

3）方法可采用振動(dòng)法、擠密法填入法及注入法等，回填時(shí)應(yīng)做到密實(shí)且無(wú)漏填之處。

3.6 支撐系統(tǒng)施工

在軟弱地基支護(hù)施工計(jì)中往往要采用支撐對(duì)鋼板樁進(jìn)行支承的支護(hù)形式[2]。當(dāng)基坑較深、基坑是長(zhǎng)方形時(shí)，常采用這種形式，如圖2 所示。

圖2 軟弱地基支護(hù)支撐示意圖

4 在基坑開(kāi)挖過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

1）在地下水資源豐富的軟土地基中施工，打樁的垂直度及嵌接非常重要，當(dāng)鋼板樁與圍檁之間有空隙時(shí)，需作加墊焊接處理，使鋼板樁的壓力傳到圍檁及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴(yán)格按圖施工；當(dāng)空隙較大時(shí)應(yīng)拔除重新打。

2）土方開(kāi)挖和圍檁支撐的架設(shè)在施工過(guò)程必須緊密配合，挖土過(guò)程要保證安全的前提下迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面，支撐結(jié)構(gòu)必須能較快地產(chǎn)生整體剛度或預(yù)緊力，兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時(shí)空效應(yīng)，有效地控制圍護(hù)體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時(shí)施加支撐，土方施工應(yīng)遵循“先支后挖，不支不挖，均勻?qū)ΨQ(chēng)，分層高效[3]”等原則，以確保施工安全。

3）基坑變形監(jiān)測(cè)以儀器監(jiān)測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，人工觀察為參考。主要監(jiān)測(cè)參照物為基坑周邊道路、建筑物、構(gòu)筑物、維護(hù)結(jié)構(gòu)本身（圍檁、支撐件）、基坑內(nèi)水位、基坑底部變形等。監(jiān)測(cè)過(guò)程應(yīng)該不間斷進(jìn)行，最初時(shí)應(yīng)2h 記錄一次監(jiān)測(cè)值，圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后可根據(jù)形變量設(shè)置監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔。

5 效益分析

拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)在寧波EPDM 上的成功應(yīng)用，使其施工進(jìn)度快、干擾因素少、有利于文明施工；確保居民生命、財(cái)產(chǎn)安全；避免線路繞行和居民臨時(shí)遷移，節(jié)約了大量工程拆遷、地面場(chǎng)地占用等費(fèi)用，縮短了施工周期等優(yōu)點(diǎn)得到充分的發(fā)揮，形成了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)、環(huán)境效益，值得在軟土地基區(qū)域推廣使用。

在寧波EPDM 項(xiàng)目施工過(guò)程中拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)比普通的混凝土灌注樁法圍護(hù)結(jié)構(gòu)在成本上節(jié)省約40%，施工工期縮短約30%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)化工期的效果。