趙中娥
(中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司,濟(jì)南 250000)
拉森鋼板樁是目前應(yīng)用非常廣泛的基坑新型支護(hù)結(jié)構(gòu),在施工中需要使用振動錘、打樁機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連續(xù)擊打,嵌入土體結(jié)構(gòu)內(nèi)形成連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式。較之傳統(tǒng)基坑支護(hù)形式,拉森鋼板樁主要具備如下特點(diǎn):(1)鋼板樁之間的咬合能力較強(qiáng),能達(dá)到基坑止水的效果。(2)拉森鋼板樁占據(jù)空間相對較小,一般都可以在空間有限的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工。(3)拉森鋼板樁的主要施工材料是鋼板、型鋼,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛性大,大量減少了取土量和混凝土使用量,環(huán)保性好、工期短。(4)鋼板樁建設(shè)費(fèi)用便宜,互換性良好,能夠反復(fù)多次使用。因此,拉森鋼板樁的經(jīng)濟(jì)性、可靠性良好,施工效益較高,被廣泛應(yīng)用到工程中。
湖塍村(城市有機(jī)更新)安置地塊二期住宅項(xiàng)目占地面積56 208 m2,該工程基坑大體呈矩形,基坑周邊總長約為830 m。地下設(shè)計(jì)為1 層。筏板開挖深度約5.2 m。按照DB33/T 1096—2014《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定與工程周圍的環(huán)境特征,該工程項(xiàng)目的安全等級設(shè)置為二級,且結(jié)合基坑工程安全等級的重要參數(shù)選擇安全系數(shù)為1.0。
場地內(nèi)地層上部為全新世河漫灘相沖積地層,勘察深度53 m 范圍內(nèi)所揭示的工程地質(zhì)層為第四紀(jì)地層,工程地下水包含空隙承壓水與第四系松散巖空隙潛水。該項(xiàng)目工程開挖范圍土質(zhì)類似,有很多種,常見的有雜填土、粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土淤泥質(zhì)黏土,土體總體強(qiáng)度相對較差。該工程存在塌陷與變形問題。故而需要采取針對性的支護(hù)措施提升穩(wěn)定性。
結(jié)合工程實(shí)際,土方開挖前需對基坑四周的場地進(jìn)行平整,并確保平整后的場地標(biāo)高不高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。基坑場地平整后標(biāo)高為-1.10 m,基坑垂直開挖深度為5.20 m,上部深0.7 m為1∶1 放坡開挖,坡面設(shè)置80 mm 厚的C20 細(xì)石混凝土,內(nèi)配φ6.5 mm 的200mm×200 mm 鋼筋網(wǎng)片護(hù)坡。外側(cè)設(shè)置1 排樁長L=12 m 及700 mm×300 mm×13 mm×24 mm SP-IV 拉森鋼板,鋼板樁型鋼隔1 根插1 根,間距為1.6 m,內(nèi)配H350 mm×350 mm×12 mm×19 mm 預(yù)應(yīng)力型鋼組合支撐,并在-1.8 m 處設(shè)置1 道H700 mm×400 mm×16 mm×25 mm 型鋼圍檁。然后在基坑周圍0.5 m 處設(shè)置300 mm×400 mm 排水溝,繼而再進(jìn)行基坑開挖,直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度,再進(jìn)行墊層及承臺施工。
鋼板樁項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié),施工人員不僅要合理進(jìn)行樁體結(jié)構(gòu)的布置,確保深度符合設(shè)計(jì)要求,達(dá)到精度要求,還應(yīng)防止在擊打作業(yè)中出現(xiàn)彎曲、變形的問題,保證結(jié)構(gòu)的性能合格。通常可以選擇設(shè)置導(dǎo)軌架的方式進(jìn)行施工,以確保結(jié)構(gòu)性能合格,為項(xiàng)目施工效果提升起到積極的作用。在導(dǎo)軌架的安裝施工中,要注意下述幾方面的施工要點(diǎn):(1)保證導(dǎo)軌架安裝精度達(dá)到要求,現(xiàn)場施工作業(yè)人員需要通過使用經(jīng)緯儀、水平儀進(jìn)行現(xiàn)場管控,如果存在偏差過大的情況,及時調(diào)整處理,達(dá)到導(dǎo)軌架精度的要求,以確保后續(xù)的擊打施工可以滿足要求;(2)因?yàn)閷?dǎo)軌架的位置和高度要求較高,直接影響導(dǎo)軌架的安裝精度,所以在安裝施工結(jié)束后,禁止隨意調(diào)整,否則將對擊打施工的精度產(chǎn)生影響;(3)應(yīng)確保導(dǎo)軌架達(dá)到垂直度標(biāo)準(zhǔn),且要預(yù)防發(fā)生觸碰鋼板樁的情況,有效提升工程的施工效果[1]。
1)鋼板樁在現(xiàn)場施工中,選擇應(yīng)用“屏風(fēng)式”打樁施工方式,做好各個流程的管控,保證后續(xù)板樁墻的剛度、防水性能合格,且達(dá)到平直度的標(biāo)準(zhǔn),符合工程的施工標(biāo)準(zhǔn)要求,做好封閉處理,合龍形成整體結(jié)構(gòu)。
2)打樁施工時,根據(jù)工藝要求從一側(cè)開始進(jìn)行插打作業(yè),每一次插打工作時,都要保持連續(xù)性,所以樁機(jī)施工階段,行走線路、施工方向都要嚴(yán)格控制。但是因?yàn)閱螇K打入的方法極易產(chǎn)生傾斜的情況,存在過大的誤差時要立即采取措施糾正處理,保證平直度。
3)對鋼板樁圍堰軸線做好檢測分析,間隔一定間距設(shè)置導(dǎo)向樁,根據(jù)要求制作導(dǎo)向樁,并且進(jìn)行掛線制作導(dǎo)線。打樁施工中,利用導(dǎo)線做好控制,保證鋼板樁軸線符合要求;法向精度滿足要求,可以選擇使用導(dǎo)向架的形式安裝處理。
4)單樁連續(xù)插打作業(yè),保證樁頂高程符合設(shè)計(jì)要求,不會發(fā)生過大的偏差。在插打環(huán)節(jié)隨時進(jìn)行監(jiān)控測量,保證樁體的傾斜度控制在2%以內(nèi),如果發(fā)現(xiàn)偏斜過大的情況,需要使用拉齊法進(jìn)行調(diào)正處理,拔起重新打入。如果在鋼板樁打入環(huán)節(jié)出現(xiàn)傾斜或者鎖扣位置存在縫隙的情況,在合龍的最終階段也會存在偏差,通常會選擇使用異形樁進(jìn)行糾正處理,以滿足結(jié)構(gòu)施工的要求。
1)基坑回填拔除鋼板樁。拔樁工作需要嚴(yán)格控制拔樁順序和拔樁時間,否則容易產(chǎn)生振動作用,導(dǎo)致地面發(fā)生沉降、位移等問題。
2)首先根據(jù)需要應(yīng)用拔樁機(jī)直接夾住鋼板樁頂部,并且連續(xù)性振動1~2 min,讓周邊的土體松動,防止形成過大的摩擦力,并且緩慢進(jìn)行振拔處理。拔樁環(huán)節(jié)要做好樁機(jī)負(fù)荷狀態(tài)的分析,反復(fù)處理后即可拔樁完成。
3)拔樁應(yīng)注意下述幾個問題:(1)拔樁起點(diǎn)與順序控制,對于封閉型的鋼板樁墻結(jié)構(gòu),通常選擇拔樁起點(diǎn)與其他的角樁至少間隔5 根。根據(jù)沉樁情況明確具體的拔樁起點(diǎn)。如果受到現(xiàn)場條件影響,可以選擇跳拔的方法。(2)振打與振拔。拔樁操作中,先通過設(shè)備活動板樁鎖口,避免存在過大的黏性,在振動的同時拔出。如果拔樁難度較高,先使用柴油錘將樁體向下振動100~300 mm 的深度,連續(xù)進(jìn)行振動和拔出處理。(3)引拔阻力超出標(biāo)準(zhǔn)的鋼板樁,通過使用間歇振打的方法,單次振動15 min,保證連續(xù)性振動在1.5 h 以內(nèi)[2]。
1)現(xiàn)象?;娱_挖超出50%后,滲漏現(xiàn)象通常會在接縫、轉(zhuǎn)角的部位上出現(xiàn),同時也會伴隨涌沙現(xiàn)象的存在。
2)原因分析。拉伸鋼板樁使用時舊樁占比較大,在投入使用前需要及時進(jìn)行校正、修理,若該工作未完全按照要求進(jìn)行,縮水處的咬合效果會比較差,容易發(fā)生接縫漏水問題。轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行封閉處理時,需要使用特殊形式的轉(zhuǎn)角樁。該位置需要進(jìn)行切斷焊接,容易產(chǎn)生變形。在拉森鋼板樁施工階段,相鄰樁的鎖口位置容易存在間隙,極易造成密實(shí)度不足,難以達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。
3)預(yù)防措施。舊鋼板樁打設(shè)施工前需及時進(jìn)行校正處理,符合設(shè)計(jì)方案精度要求才能投入使用。一般來說,將樁體直接放置在工作臺上進(jìn)行校正處理,如果發(fā)現(xiàn)彎曲變形過于嚴(yán)重,需要使用油壓千斤頂校正處理。制作符合要求的圍檁支架,保證鋼板樁的垂直度符合標(biāo)準(zhǔn),在打樁工作全部完成后,檢測墻面垂直度,務(wù)必符合工程標(biāo)準(zhǔn)。打樁施工中,要做好鎖口部位的調(diào)節(jié),在合適部位進(jìn)行卡板布置,避免發(fā)生板樁位移過大的情況。因?yàn)殇摪鍢洞蛉氕h(huán)節(jié)容易發(fā)生傾斜,鎖口位置有間隙,封閉合龍難度過高,此時可選擇使用異形板樁施工,或者通過軸線封閉方式,滿足施工要求。
4)治理方法。根據(jù)現(xiàn)場需要選擇應(yīng)用水玻璃水泥漿實(shí)現(xiàn)封閉處理。
1)現(xiàn)象。應(yīng)用拉伸鋼板施工階段,因?yàn)樵O(shè)備、車輛都位于板樁側(cè)面,開挖后容易發(fā)生樁體傾斜,坑底土存在隆起的情況,表面發(fā)生裂縫。
2)原因分析。該鋼板樁施工區(qū)域地質(zhì)條件為軟土,嵌固深度不足,坑底土隆起而導(dǎo)致管涌現(xiàn)象。在開挖作業(yè)中,因?yàn)橥谕翙C(jī)以及運(yùn)輸車輛在鋼板樁的側(cè)面,導(dǎo)致地面荷載增大,容易引發(fā)側(cè)移。
3)防治措施。在設(shè)計(jì)時,鋼板樁的深度必須通過嚴(yán)密計(jì)算分析,執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。挖土機(jī)、運(yùn)輸車輛不得在基坑邊運(yùn)行,必要時需詳細(xì)計(jì)算荷載參數(shù),適當(dāng)增加嵌固深度。通常在拉森鋼板樁施工環(huán)節(jié),壓密注漿需要配合進(jìn)行,周邊有鋼板樁支護(hù)的作用,基底水壓較大的情況下,為了能夠達(dá)到防水的要求,基底應(yīng)展開壓漿施工,厚度參數(shù)根據(jù)土質(zhì)條件確定。此外,鋼板樁支護(hù)轉(zhuǎn)角極易產(chǎn)生密實(shí)度不夠的情況,導(dǎo)致流沙現(xiàn)象,所以,要做好壓密注漿施工,一般注漿為3~4 根。對于地下水位過高的情況,需要選擇使用輕型井點(diǎn)降水方法。
選擇應(yīng)用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀開展鋼板樁外表沉降以及頂點(diǎn)位移監(jiān)測。水準(zhǔn)儀的作用是對開挖以及地面的標(biāo)高、沉降量進(jìn)行監(jiān)測分析,經(jīng)緯儀則是對不同部位的控制點(diǎn)位移進(jìn)行控制,需要做好水平位移以及沉降觀測。
1)在現(xiàn)場施工中,嚴(yán)密監(jiān)控支護(hù)情況。通常來說,每5 m應(yīng)設(shè)置一個控制點(diǎn),開挖施工前,需要在現(xiàn)場設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)。明確監(jiān)測點(diǎn)后,及時落實(shí)兩個數(shù)據(jù)的測量和控制,以避免誤差過大?;颖O(jiān)測頻率根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定,以達(dá)到數(shù)據(jù)精度且隨時監(jiān)控的目的。如果經(jīng)過監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)位移過大,需要適當(dāng)增加頻次和數(shù)量,從而保障監(jiān)測的效果[3]。
2)基礎(chǔ)支護(hù)環(huán)節(jié),對于承臺基礎(chǔ)水平位移沉降監(jiān)測,明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息,進(jìn)行承臺全面化監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測后獲取的數(shù)據(jù)信息得到,第一層位移量小,第二層開挖環(huán)節(jié)需做好連續(xù)性處理,保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性合格,但是在降雨量較大的情況下容易發(fā)生位移量過大現(xiàn)象。
1)基坑支護(hù)技術(shù)隨著地下空間開發(fā)而不斷進(jìn)步,其工藝類型較多,并且地區(qū)性特點(diǎn)較為明顯。浙江地區(qū)軟土地質(zhì)較多,基坑支護(hù)特點(diǎn)明顯。隨著現(xiàn)代工藝、技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,基坑工程技術(shù)還在持續(xù)發(fā)展。
2)在廠房基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)部分應(yīng)用拉森鋼板樁作為-5.1 m、-6.1 m 深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu),其施工速度快、效率高、安全性好,還能重復(fù)使用約30 次,項(xiàng)目成本較低,綜合利用價值高。
3)鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時,一般都會使用基底結(jié)構(gòu)的封底處理,保證基坑可以短時間內(nèi)挖到規(guī)定高程參數(shù),基坑面施工全部完成后,混凝土墊層澆筑作業(yè)給后續(xù)施工提供基礎(chǔ),可以大幅提升施工速度,并且雨季也不會產(chǎn)生過大的影響,工程項(xiàng)目施工可順利進(jìn)行。
4)鋼板樁支護(hù)施工方式可避免造成嚴(yán)重的環(huán)境損壞問題,且施工工序簡單,質(zhì)量控制效果好,現(xiàn)場整潔度較高。
5)鋼板樁支護(hù)施工現(xiàn)場需要加強(qiáng)地下水的控制,如果存在有水的情況下,應(yīng)該及時做好堵塞處理,避免泥沙隨著滲水而排出去。在和建筑物空間較近的情況下,地質(zhì)條件比較差時,應(yīng)綜合分析應(yīng)用施打加密樁的方式。
6)基坑開挖施工環(huán)節(jié),需要隨時進(jìn)行鋼板樁變形觀測,做好周邊建筑物位移控制,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)了解現(xiàn)場是否存在突發(fā)情況,保證現(xiàn)場施工安全。