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        深基坑拉森鋼板樁支護施工與質量控制研究

        2022-03-26 13:24:21閆紹松
        中國房地產業(yè)·上旬 2022年2期
        關鍵詞:深基坑支護質量控制施工技術

        閆紹松

        【摘要】由于施工周邊環(huán)境因素復雜,地下水位變化無常,這就使得深基坑支護工作越來越顯的重要。本文結合無錫錫鋼浜XDG-2020-54號地塊工程實例,主要針對拉森鋼板樁支護施工及其質量管控的方法進行論述,希望能夠有效解決施工過程中出現(xiàn)的各種問題,從而保證工程能夠順利進行。

        【關鍵詞】深基坑支護;拉森鋼板樁;施工技術;質量控制

        【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.056

        1、項目概況

        本項目地塊位于無錫市梁溪區(qū),東側為塘南路,北側為清名路,西側和南側為錫鋼浜古運河,境內地勢平坦,建設條件良好。本項目整體劃分為一個標段開發(fā),該標段范圍包括集中商業(yè):地下一層總建筑面積為9021.21㎡,1棟5層商業(yè)、地下1層地下室組成,地上總建筑面積約15286.45㎡;街區(qū)商業(yè):占地1560.47㎡,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 ㎡,有鋼結構連廊;文化山谷:占地約3500㎡,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3300㎡,有鋼結構連廊;濱水商業(yè)街占地約10200㎡,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號廠房(展示區(qū)及游客集散中心):占地約1200㎡,3層商業(yè)。3號廠房(無界MUSEUM):占地約2300㎡,4層商業(yè)。本工程圍護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。鋼支撐須開槽架設安裝,待支撐系統(tǒng)全部形成后,方可進行基坑開挖。鋼支撐安裝必須平直,每根支撐在全長范圍內的彎曲不得超過15mm。圍檁內側,采用10槽鋼焊接三角形托架,作為圍檁的斜支撐。

        2、工程難特點分析

        2.1不良地質條件對基坑施工影響

        依據現(xiàn)場勘查取得的地質與地層的相關數(shù)據,施工場地是否存在地裂縫、滑坡、活動斷裂等不良因素的出現(xiàn),施工場地有較破碎廠房老基礎殘留,屬于對工程不利的埋藏物,應進行處理。擬建場地地貌單一,擬建場地70m 深度范圍內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)場平面布置

        本工程基坑開挖深度5.7m,開挖面積約2.5萬m2,基坑安全等級為二級。根據《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》,本工程深基坑施工屬危險性較大的分項工程。

        對策:(合理分區(qū)分塊施工):土方開挖施工過程中應嚴格按照基坑施工方案進行,注重“時空效應”,以“分層、限時開挖”為原則,根據后澆帶進行分區(qū)開挖。挖土時嚴格按照設計要求及規(guī)范要求進行,基坑土方根據分區(qū)依次施工。大基坑(除汽車坡道)分為A、B、C共三大區(qū)域。首先同時開挖A1、A2區(qū)和C區(qū)土方,A1、A2區(qū)向前退挖,采用二級放坡1:1,放坡平臺不小于1.5m,分層開挖。C區(qū)按后澆帶情況分為5個小區(qū),為預防管涌發(fā)生,跳倉開挖;A1、A2、C區(qū)域土方開挖墊層隨挖隨澆搗,開挖完成后進行B區(qū)開挖,待地下室結構完成后,進行地上結構施工。

        3、拉森鋼板樁施工技術

        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號小齒口鋼板樁(9、12、15M)。所有進入到施工場地的鋼板樁,都要先進行樁身與外觀的查驗,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行。

        ⑵基坑轉角處的板樁,應根據轉角的平面形狀做成相應的異型角板樁,且轉角樁和定位樁的樁長宜比其他板樁加長2m。

        ⑶鋼板樁堆放場地應平整堅實,組合鋼板樁堆放高不宜超過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。

        3.1.2打樁的步驟

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

        ⑵施打的方式選用屏風式,能夠很好的保證其咬口閉合與垂直度的情況。通過使用板樁的數(shù)量與軸線就能夠調整好轉角處的咬口閉合的情況。屏風式施工法主要表現(xiàn)為:施工時,可先把屏風墻兩邊的鋼板進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量達標。

        ⑶樁身接頭在同一截面內不應超過50%,接頭焊縫質量應符合相關規(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若是在開挖后的基坑中出現(xiàn)維護樁壁滲漏水的情況,要立即進行堵漏,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型號及采用Q235-B級的型鋼。

        ⑵連接構件的方式:①構件的接觸邊要進行滿焊施工,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密實混凝土填實。

        ⑶為了確保板樁與圍檁之間緊密結合,內部均勻傳力,在水平方向上設置支撐桿件和其在對應方位增加圍檁相應的作用力。

        ⑷為了提升施工安裝的精確性,基坑開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行相關構件節(jié)點的連接。

        ⑸鋼構件的加工制作及安裝過程要嚴格控制好質量,所遵循的質量檢驗標準務必是符合相關國家規(guī)定的標準。

        3.3 放線與溝槽的開挖

        ⑴依據規(guī)劃部門提供的水準點及控制線,務必要嚴格依照所設計的圖紙進行施工投測,建立高程引測點和軸線控制網。

        ⑵先將圍護樁的交匯控制點定位準確,而后依照控制點將維護的中心線放出。依據工作場地和樁徑的直徑使用灰線將維護中心線兩端標識清楚。

        ⑶依照維護基坑的控制線。對溝槽進行開挖施工,而所使用的挖土機的型號選擇為PC200。在施工開挖的過程中,要時刻確認地下是否存在其他雜物,若是有,要及時清除,將其開挖至維護壓頂梁的墊層底部即可。

        ⑷完成開槽后,依據鋼板樁的中心線位置采用經緯儀設備,將樁位分批次測放,用白灰灑落至樁位處,及時用Ф8鋼筋做好標記,其埋入土層的深度要大于等于30厘米,與此同時進行相關的保護措施。

        ⑸測量與放線:首先是現(xiàn)場技術人員對于相關的數(shù)據進行檢驗復核,然后由相關質檢員復查確認,再由項目總工程師審核評定,最后由監(jiān)理工程師(業(yè)主代表)給予相關的簽字確認。

        ⑹驗收合格的樁位點與軸線由技術人員交接給施工人員,完成交接的樁位點的保護由施工人員進行負責。如果出現(xiàn)樁位點遭受破壞的情況,務必要重新施工測放。

        3.4 堆放與吊運鋼板樁

        在使用四點起吊的方式裝卸鋼板樁施工,吊運時,單次吊起鋼板樁的數(shù)量不可太多,務必要將鎖口位置保護好,避免其受到損傷。鋼板樁擺放位置要在堅固且平坦的地面,特殊情況下可對擺放場地進行夯實整平。

        堆放鋼板樁要注意到如下幾點:⑴首先要將施工便利考慮在內,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、長度、施工部位、型號等,并且設置好對應的型號標識。⑶要求分類別堆放板裝,在堆放組合鋼板樁時,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,如有問題要及時做出相應的修平與整理,將吊板樁孔設置到鋼樁上口補強板的位置,用黃油涂抹至鋼板樁內部的鎖口處,使用易拆卸物料將下口位置塞好,試驗時采用兩米的標準進行。所使用圍檁的樁務必要保證其水平與垂直,其位置牢固可靠與準確。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8-15㎜。當液壓錘鉗口鉗住板樁后將樁吊至插樁點處。先由二個人扶正樁身,根據施工前劃好的樁打入線開始打入第一根,第一根樁應保持垂直。接著打設鋼板樁,應對準前一根的位置,調整樁的垂直度,為保證樁的垂直度,用經緯儀加以控制,待垂直后,由專業(yè)指揮人員指揮,之后即可開始進行沉樁。沉樁至樁頂比自然地面高約0.2m。在10根樁位軸線以內調整圍檁轉角處裝的合攏。如果閉合出現(xiàn)困難,此處的鋼樁可以進行搭接處理,其后背要進行相應的防水處理措施。施工沉樁時,若是出現(xiàn)導向架中心線偏斜,要立即調整打樁機的位置。

        3.6 閉合鋼板樁

        在鋼板樁閉合的施工中,務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方面:(1)閉合樁的過程中,其位置一定要選擇合理的方位,(2)閉合樁的兩邊的鋼板務必要在同一軸線位置,要時刻確保其垂直,且之間的距離要和鋼板樁的寬度相一致。(3)進行閉合樁的施工中,務必要將連接板全部切除,保證沉降過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,直至符合設計標高的要求。沉降施工中出現(xiàn)操作困難時,不可強制進行沉樁的步驟,從而防止出現(xiàn)撕開縮口的現(xiàn)象。

        3.7 查驗鋼板樁

        工程中所使用的鋼板樁只是對基坑起臨時的止水與支護作用,故而無須對其材質進行查驗,只要求進行外觀的查驗,對不符合要求的鋼板樁要進行矯正整平,從而有利于打樁施工的順利進行。需要檢查的外觀主要包含其長度、厚度、寬度、平直度、鎖口狀態(tài)、表面缺陷等。查驗時需要注意的情況如下:①割除對影響鋼板樁打入的焊接處。②如有斷面、缺失、割孔的現(xiàn)象,要及時采取補強措施。③如果鋼板樁銹蝕很嚴重,要取其斷面的實際厚度,從而在計算中確認是否有折減的需要。施工場地鋼板樁的外觀要全部進行查驗,一旦發(fā)現(xiàn)鋼板樁不符合條件,要立即做矯正處理。

        3.8 基坑開挖

        依據內支撐的次序進行對應的土方開挖,在基坑頂部使用一臺長臂挖掘機進行施工??觾容p型井點降水,待水位降至開挖面標高以下0.5m再進行開挖;開槽施工鋼圍檁,從自然土面向下挖至標高-3.7m,支撐安裝;開挖需要在達到污水池底標高的位置,并且要給人工清理土層預留出200毫米的距離。開挖施工結束后,要及時將積水排盡,而后將其填實整平后,澆筑砼墊層以達到保護基坑的作用。

        3.9 內支撐的施工

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

        3.10 清理圍堰內側

        在合攏鋼板樁的施工中,一般情況下使用的方式為機械開挖,操作時按照指定的某個方向施工。為避免開挖深度超出設計需要,可采用分階梯式的開挖施工方式,在達到一定深度后,使用人工清理基坑,且將排水溝與集水井的施工一起進行開挖,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,拔樁的起始點至少離樁腳五根位置以上,特殊情況下可見間隔拔起。

        拔樁的注意點有:⑴施工拔樁時,為了減弱土的阻力,采用震動的方式將鎖口處震松散,然后邊震動邊拔起。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,而后與振動錘替換使用進行振拔與振打,而拔樁產生的孔洞,要立即填實處理。⑵起重的設備要跟隨振動錘的起動逐步增加荷載,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錘電動機的額定功率的1.2~2.倍之間。(4)使用間歇震動的方式,針對拔出阻力較大的鋼板樁,每次用于震動的時間為15秒。連續(xù)工作的振動錘不允許超過1.5小時。

        3.12 填實樁孔

        鋼板樁拔除的作業(yè)要求:宜選用振動錘進行拔樁;鋼板樁在拔除時,應考慮拔樁對周邊環(huán)境的影響,及時調整拔樁速率。采用跳拔控制對周邊環(huán)境的影響,拔樁后產生的樁位孔穴應及時用注漿回填密實。

        4、解析掌控拉森鋼板樁的施工質量

        4.1 采購鋼板樁的質量

        在購置拉伸鋼板樁時,務必要注意其出廠合格證、使用說明書及其他證明的材料。企業(yè)在采購相關使用設備時,其對應的說明材料務必要全面,以此才能確保其鋼板樁的質量符合條件。購買時還要對鋼板樁外觀的形態(tài)、表面完好情況進行查驗。綜上所述的內容都是施工之初需要關注的方面。

        4.2 導架尺寸的掌控

        施工安裝中務必要根據設計圖紙進行相關的工作,要對導架的標高與平面尺寸進行相關查驗,知悉導架的具體標高及長度,其中如有焊接處,其施工質量一定要符合相關的標準。

        4.3 鋼板樁的打入

        將兩個方向的垂直度都要控制嚴格,在其轉角鋼板的第一片處的施工中,要特別進行關注掌控,就是為了便于入土導架的固定,并且此時還需要工人進行電焊焊接的處理,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準裝入土前,還需特別關注的是在捶打震動鋼板樁時,導致相鄰鋼板樁的下沉,就有可能會出現(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)相關聯(lián)的問題。

        4.4 鎖扣處理

        為了防止在粘土封堵的過程中出現(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必要進行清洗的流程,使用高壓水槍來完成其步驟。如果封堵鎖扣是采用內扣的橡皮條,就有可使縫隙增大,而此時當粘土擠出后,就不會產生滲透的現(xiàn)象。

        結語:

        當前深基坑支護是工程建設中一個非常重要環(huán)節(jié),為了有效提高深基坑施工質量,就應該提升相關支護工作的質量,而拉森鋼板樁技術就是其中的一種很實用的方法。故而相關方面的人員要持續(xù)對拉森鋼板樁的施工技術進行探究,不斷將施工工藝精細化、可操作化,控制好其中關鍵的施工技術,從而保障工程建設的發(fā)展與施工的安全。

        參考文獻:

        [1]《基坑工程技術規(guī)范》YB9258-97[S].

        [2]《建筑基坑鋼板樁支護技術規(guī)程》DBJ53/T-74-2015[S].

        [3]《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50205-2020)[S].

        [4]李建新.軟土地基拉森鋼板樁基坑支護施工技術研究[J].磚瓦,2020-06-10

        [5]曹歡.淺談拉森鋼板樁在深基坑施工中的支護應用[J].中國建筑金屬結構,2021-04-16

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