陳野

摘要：簡要敘述了錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)，以某大型建筑工程基坑施工為例，詳細(xì)闡述了錨拉式組合鋼板樁施工技術(shù)的施工方案和施工工序，深入闡述了組合鋼板樁和錨拉結(jié)構(gòu)的施工要點和基坑安全質(zhì)量監(jiān)測方法，為高層建筑的深基坑支護(hù)提供了有益借鑒。

關(guān)鍵詞：錨拉式支撐；組合鋼板樁；深基坑支護(hù)；應(yīng)用技術(shù)

0? ?引言

城市當(dāng)中許多建筑工程施工處于建筑物密集區(qū)域，其施工作業(yè)空間小、地下管線縱橫交錯、地面環(huán)境錯綜復(fù)雜。特別是高層建筑和地鐵工程施工時，對基坑的支護(hù)技術(shù)提出了更高要求。以鋼板樁支護(hù)技術(shù)最具代表性，其具有施工效率高、可重復(fù)使用、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢[1]。本文針對錨拉式組合鋼板樁支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。

1? ?錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)概述

1.1? ?鋼板樁支護(hù)技術(shù)

鋼板樁支護(hù)技術(shù)是在基坑開挖之前，在基坑邊緣將配有鎖口結(jié)構(gòu)的冷彎型鋼或熱軋型鋼按照一定順序夯擊至土層內(nèi)，借助型鋼之間的鎖口使型鋼互連，由此建立整體連接的鋼板樁支護(hù)架構(gòu)，在基坑開挖后支撐基坑外側(cè)土層壓力，達(dá)到預(yù)期的基坑支護(hù)效果[2]。根據(jù)鋼板樁截面形狀，可劃分成U型、Z型、直線型，以及組合型等不同截面型號的鋼板樁。

1.2? ?鋼板樁加固方式

根據(jù)基坑深度的差異，可將鋼板樁加固劃分成內(nèi)部支撐、懸臂支撐和錨拉支撐等方式[3]。若基坑深度較小，使用懸臂支撐方式既可達(dá)到抗傾覆和加固效果；若基坑深度過大，可在使用內(nèi)部支撐的同時使用錨拉支撐方式，以達(dá)到基坑穩(wěn)定嵌固效果。

在實施基坑內(nèi)部支撐時，容易受到基坑內(nèi)部施工作業(yè)的制約。為了不影響基坑內(nèi)部的施工作業(yè)，在地面建筑物臨近基坑、且基坑開挖面積大、深度超過6m的施工條件下，使用錨拉支撐技術(shù)可有效解決這一問題。

1.3? ?錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)

錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)是在實施鋼板樁支護(hù)的基礎(chǔ)上，在基坑外側(cè)、距離基坑一定距離的地點打設(shè)所需數(shù)量的錨樁，并在鋼板樁與錨樁之間施設(shè)錨桿，對鋼板樁實施拉力支撐，均衡分擔(dān)土層對鋼板樁的側(cè)壓力的施工技術(shù)。錨拉結(jié)構(gòu)也可采取在基坑外側(cè)的土體內(nèi)鉆設(shè)錨桿孔，在錨桿孔內(nèi)插入注漿管和錨桿后灌注高強(qiáng)水泥砂漿的方法，增強(qiáng)錨桿對鋼板樁的拉力支撐。

錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)適用于地下水位低、施工場地平坦開闊、基坑深度不超過10m的黏土、淤泥土等軟質(zhì)土層工況。實施錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)，可達(dá)到鋼板樁基坑支護(hù)體系的穩(wěn)固效果，可提高基坑內(nèi)的施工效率。

1.4? ?錨拉式鋼板樁技術(shù)優(yōu)勢

1.4.1? ?支護(hù)性能良好

使用錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)，其支護(hù)周期可長達(dá)20年，具有長期支護(hù)特點和良好的耐久性能[4]。錨拉式鋼板樁支護(hù)為鋼板結(jié)構(gòu)，且通過鎖口形成整體，其連接牢固、穩(wěn)定、持久。鋼板樁支護(hù)具有較好的防滲效果，可將鋼板樁直接用作防水防滲型材。

1.4.2? ?環(huán)保節(jié)能

與常規(guī)鋼筋混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)相此，使用錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)，省去了混凝土攪拌環(huán)節(jié)，節(jié)約了混凝土材料資源。錨拉式鋼板樁臨時性支護(hù)結(jié)構(gòu)在完成基坑支護(hù)后，可便捷拆除。拆除后的鋼板樁可用于其他基坑支護(hù)工程，具有較好的環(huán)保節(jié)能效果。

1.4.3? ?作業(yè)效率高

實施錨拉式鋼板樁支護(hù)施工時，基坑內(nèi)施工作業(yè)的空間比較寬松，實施支護(hù)的過程簡單便捷，支護(hù)作業(yè)的效率較高，可有效縮短支護(hù)施工工期。

2? ?錨拉式組合鋼板樁施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1? ?工程概況

某大型建筑工程開工興建，需要進(jìn)行基坑開挖施工。該擬建基坑南側(cè)為在建道路，與其相距約20m；該擬建基坑北側(cè)和西側(cè)為在建河道，與其相距約15m；該擬建基坑?xùn)|側(cè)為綠化區(qū)域和在用街道，與其相距約25m?；由疃葹?m，基坑周圍平坦、通行便利?；訄龅丶爸苓厖^(qū)域水系不發(fā)達(dá)、無污染源。經(jīng)地下水位勘測，初見水位埋深為0.3～3.5m，地下水混合穩(wěn)定水位埋深為0.5～4.1m，水位埋深變化幅度約為2.5m。

2.2? ?施工方案

依據(jù)該大型建筑工程項目基坑結(jié)構(gòu)和施工現(xiàn)場實際情況，制定了以下施工方案：選擇HUC組合鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼板樁長度為12m。HUC組合鋼板樁由H型鋼和U型鋼板樁通過其邊緣的鎖扣組合而成。

組合鋼板樁頂端設(shè)置雙拼25號槽鋼腰梁，使用直徑為50mm的錨桿將槽鋼腰梁、鋼板樁與基坑外側(cè)土體牢固連接。錨桿縱向間距為4m，實施雙層設(shè)置。

上述施工方案構(gòu)建了基坑整體支護(hù)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到防止基坑坍塌和滲水、為基坑內(nèi)部施工提供便利的目的。錨拉式HUC組合鋼板樁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.3 施工工序

2.3.1? ?施工準(zhǔn)備

錨拉式鋼板樁施工需準(zhǔn)備500mm孔徑螺旋鉆機(jī)、75t履帶起重機(jī)、液壓振動錘、導(dǎo)向架等機(jī)械設(shè)備。依據(jù)基坑支護(hù)施工現(xiàn)場實際需要，準(zhǔn)備H型鋼和U型鋼板樁，并做好進(jìn)場質(zhì)量檢驗[5]。實施基坑鋼板樁軸線測量定位和放線，按照鋼板樁地表標(biāo)定的軸線位置設(shè)置導(dǎo)向架并調(diào)整導(dǎo)向架的垂直度。按照設(shè)計要求配制灌注錨拉孔所用的高強(qiáng)度水泥砂漿。

2.3.2? ?錘插鋼板樁

使用履帶起重機(jī)將定位鋼板樁插入導(dǎo)向架，使用液壓振動錘將定位鋼板樁通過導(dǎo)向架錘擊到設(shè)計深度。錘擊過程中注意調(diào)整定位鋼板樁的垂直度，以實現(xiàn)其初始定位功能。

繼續(xù)錘插鋼板樁時，使用履帶起重機(jī)將鋼板樁吊運(yùn)至定位鋼板樁處，配合人工調(diào)整將鋼板樁緩慢插入導(dǎo)向架和定位鋼板樁的鎖口中，避免損壞鎖口。使用液壓振動錘將鋼板樁錘擊到設(shè)計深度。以此類推，完成鋼板樁的錘插施工。作業(yè)過程中應(yīng)注意測量和調(diào)整鋼板樁垂直度，并監(jiān)測對周圍建筑物的影響情況。

2.3.3? ?錨桿安裝

使用焊機(jī)將鋼板樁地表外露的適當(dāng)部分切割出方形孔洞，調(diào)整螺旋鉆機(jī)和鉆桿角度，實施土層錨桿孔的鉆設(shè)。為避免鉆設(shè)錨桿孔時對土質(zhì)形成擾動，應(yīng)在孔口置入適當(dāng)長度套筒，使孔口土質(zhì)穩(wěn)定。如遇硬質(zhì)巖體，可通過調(diào)整錨定臺座方位或鉆桿角度予以處置。

將錨桿孔鉆設(shè)至設(shè)計深度后，在孔中置入注漿管和錨桿，灌注配制的高強(qiáng)度水泥砂漿。灌注過程應(yīng)保持連續(xù)性，直至注漿管中的水完全排清。然后焊接裝設(shè)錨定臺座和圍檁，待水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度后，實施拉錨施工。

2.3.4? ?挖掘基坑土體

鋼板樁頂端每間隔10m安設(shè)1個位移監(jiān)測點，隨后開展基坑挖掘作業(yè)?；油诰驊?yīng)分層完成，禁止對鋼板樁前的覆蓋土進(jìn)行超挖。挖掘施工時，應(yīng)及時關(guān)注地面沉降和鋼板樁頂端位移變化情況，如位移量達(dá)到3cm，應(yīng)暫停挖掘施工并及時處理。

3? ?錨拉式組合鋼板樁施工要點

3.1? ?組合鋼板樁施工要點

3.1.1? ?導(dǎo)向架安裝精度

裝設(shè)導(dǎo)向架是組合鋼板樁支護(hù)作業(yè)的重點工序，是影響鋼板樁垂直度的關(guān)鍵。導(dǎo)向架的垂直度誤差應(yīng)小于5mm。使用千斤頂和線錘，對導(dǎo)向架的水平度和垂直度實施調(diào)整，直至達(dá)到設(shè)計要求。

3.1.2? ?H型鋼作業(yè)

H型鋼進(jìn)場后，將其吊裝至預(yù)先搭建好的型鋼平臺，擺放平整后進(jìn)行坡口處理，將H型鋼焊接成整根設(shè)計長度，隨后吊裝至打樁區(qū)。在置入H型鋼過程中，吊裝H型鋼至規(guī)定高度，利用其自重實施沉樁，直到難以下沉后再用振動錘錘擊。錘擊過程中應(yīng)控制錘速，以保證其垂直度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.3? ?U型鋼板樁作業(yè)

U型鋼板樁在裝運(yùn)過程中容易產(chǎn)生變形，因此在安裝之前應(yīng)檢查和調(diào)整其與H型鋼鎖口的配合部位，確保其鎖口與H型鋼鎖口的順利配合。通過調(diào)整履帶起重機(jī)的吊裝方位，保證U型鋼板樁順利通過導(dǎo)向架。對U型鋼板樁沉樁、錘擊時同樣應(yīng)控制速度，做到緩慢均衡。

3.1.4? ?轉(zhuǎn)角樁作業(yè)

鋼板樁支護(hù)施工對轉(zhuǎn)角樁精度要求較高，施工前應(yīng)計算出不同轉(zhuǎn)角樁點位的角度，并在H型鋼鎖口制備過程中確定開槽方向。通過定制精確尺寸的轉(zhuǎn)角樁，以保證在基坑轉(zhuǎn)角處作業(yè)時H型鋼和U型鋼板樁沉樁的順利進(jìn)行。

3.1.5? ?封閉樁作業(yè)控制

封閉樁作業(yè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格參照施工區(qū)域留設(shè)的缺口規(guī)格尺寸制備U型鋼板樁，保證U型鋼板樁可準(zhǔn)確插入H型鋼鎖口中，以保證封閉樁拼接的嚴(yán)密性。

3.2? ?錨拉結(jié)構(gòu)施工要點

3.2.1? ?精準(zhǔn)定位錨桿孔

在螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)之前，錨桿孔的放線定位應(yīng)精準(zhǔn)，其縱橫定位誤差應(yīng)小于10cm。合理修整鉆孔區(qū)域的坡度，保持地表清潔。應(yīng)確保腳手架裝設(shè)穩(wěn)定，并滿足鉆孔承載要求。

3.2.2? ?控制錨桿制作安裝質(zhì)量

檢測錨桿體制作質(zhì)量，保證其強(qiáng)度、直徑、曲度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。錨桿體自由段部位應(yīng)刷涂機(jī)油，實施必要防腐處理，避免搖晃、扭曲。錨桿裝運(yùn)時應(yīng)勻稱、平順擺放，禁止掛裝、彎曲運(yùn)輸。根據(jù)錨桿孔和預(yù)設(shè)傾角勻速推裝，避免因錨桿體方向偏差造成卡頓。

3.2.3? ?控制錨桿孔灌漿作業(yè)

錨桿孔灌注的水泥砂漿，其水灰比應(yīng)控制在0.45～0.55之間，并做到均勻拌和、即拌即用。灌漿應(yīng)使用孔底返漿方式，待孔口溢出水泥砂漿后方可停止灌漿。如出現(xiàn)孔口漿液下落，應(yīng)在0.5h內(nèi)進(jìn)行3～4次孔底壓注補(bǔ)漿，直至孔口充滿漿液。錨拉工況如遇到風(fēng)化巖土或砂石土質(zhì)，應(yīng)選取高壓劈裂灌漿方式，以優(yōu)化此區(qū)域土層，加強(qiáng)錨固區(qū)域土質(zhì)粘結(jié)效果。灌漿壓力控制在2MPa，定型強(qiáng)度應(yīng)高于30MPa。

4? ?基坑安全質(zhì)量監(jiān)測方法

4.1? ?基坑土體監(jiān)測

在基坑坡頂位置裝設(shè)位移監(jiān)測點位，實時檢測基坑坡頂?shù)某两登闆r。這是因為在基坑挖掘作業(yè)時，伴隨著地下水的不斷抽取，土體會釋放大量應(yīng)力，可能會引起支護(hù)結(jié)構(gòu)形變。

在基坑坡頂位置裝設(shè)水平監(jiān)測點位，用于監(jiān)測基坑開挖和基坑支護(hù)作業(yè)時，基坑土體結(jié)構(gòu)的水平位移情況，以確定基坑水平穩(wěn)定性指標(biāo)。

在基坑深層土體裝設(shè)測斜管，用以監(jiān)測深層土體位移。通過監(jiān)測深層土體位移量，判斷土體的豎直變形程度、帶來的影響及基坑土體的穩(wěn)定性。

4.2? ?基坑地下水監(jiān)測

實施地下水位監(jiān)測，全面掌握基坑周圍水位變化情況。這是因為在基坑挖掘時會抽取地下水，使得基坑地下水位降低，可能引起基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降變形，進(jìn)而影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[6]。

若發(fā)現(xiàn)鋼板樁鎖口位置滲水、引起土體下陷等問題，應(yīng)快速定位漏水位置，堵塞漏水點，換填袋裝土。一旦漏水嚴(yán)重，應(yīng)利用袋裝水泥實施換填止水。

4.3? ?基坑周圍建筑物監(jiān)測

對基坑周圍的管線、街道進(jìn)行形變監(jiān)測，充分掌握基坑挖掘過程中周圍管線、街道的形變量、形變速度、形變差異等參數(shù)。如監(jiān)測形變參數(shù)較大，對周圍管線、街道等相關(guān)設(shè)施構(gòu)成影響時，應(yīng)及時采取處理措施，保證設(shè)施安全。

5? ?結(jié)束語

在深基坑支護(hù)中應(yīng)用錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)，具有穩(wěn)定性好、耐久度高、防滲效果好等諸多優(yōu)勢，可有效解決因基坑內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)有限而影響施工問題。本文以錨拉式鋼板樁支護(hù)技術(shù)為切入點，結(jié)合工程實例從施工設(shè)計方案、施工實施工序、施工要點及質(zhì)量監(jiān)測等方面研究錨拉式組合鋼板樁支護(hù)的應(yīng)用技術(shù)，旨在為類似基坑支護(hù)施工提供借鑒。

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