拉森鋼板樁施工工法

1、武漢長江隧道工程武昌C、D匝道段拉森鋼板樁支護工程實踐 【摘要】本文結合工程實例，簡述拉森鋼板樁在長江隧道基坑圍護工程中的設計、施工工藝特點、工藝流程、施工方法、以及沉樁質量控制和保證措施?！娟P鍵詞】鋼板樁、支護、基坑。一、工程概況武漢長江隧道工程武昌C、D匝道圍護結構出入口段，根據(jù)基坑圍護開挖深度的不同，選用了不同的圍護結構施工方法，基坑開挖較淺處，擬采用長度12米的拉森IV鋼板樁實施雙面圍護，以確?；影踩_挖，結構順利施工。C匝道位于CK0+78CK0+138段，基坑開挖深度為5m7m；D匝道位于DK0+171DK0+229段，基坑開挖深度為5m7m， C、D匝道共計118米雙面圍護，需

2、12米IV型拉森鋼板樁590根（按2.5根/米計算），約545.16噸。 二、地質概況 根據(jù)區(qū)域地質報告，自上而下土層分布為： 表層為Qml雜填土1層，并不均分布積存一定量塊石，積存一定量的天然降水，該層土層厚度約2m2.4m。 次層沉樁段為含少量粉煤灰的軟塑狀粉質粘土，土層厚度為5m7m。樁端持力層段為粉質粘土。三、鋼板樁方案 1、鋼板樁的選用 根據(jù)工程所在地場地特點，結合鋼板樁的特性、施工方法等方面進行考慮，選用拉森號鋼板樁，拉森號鋼板樁寬度適中，抗彎性能好，依地質資料及作業(yè)條件決定選用鋼板樁長度12米長，要求鋼板樁入土深度達樁長0.5倍以上。 2、打樁設備 擬采用Z550型液壓振動沉樁機

3、，作為沉設拉森樁主要動力，為確保基坑開挖安全，并采用250250的H型鋼實施圍囹加固，必要時可沉設錨樁，對圍護實施拉錨加固。投入鋼板樁打拔樁機4臺用于施工。打拔樁機為挖掘機（日立550）加液壓高頻振動錘改裝而成，激振力220kN。四、鋼板樁設計方案 1、計算拉森樁入土深度根據(jù)鋼板樁入土的深度，按單錨淺埋板樁計算，假定上端為簡支，下端為自由支撐。這種板樁相當于單跨簡支梁，作用在樁后為主動土壓力，作用在樁前為被動土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計算簡圖如上頁圖。2、鋼板樁穩(wěn)定性驗算板樁入土深度除保證本身的穩(wěn)定性外，還應保證基坑底部在施工期間不會出現(xiàn)隆起和管涌現(xiàn)象。 在軟土中開挖較深的基

4、坑，當樁背后的土柱重量超過基坑底面以下地基土的承載力時，地基的平衡狀態(tài)受到破壞，常會發(fā)生坑壁土流動，坑頂下陷，坑底隆起的現(xiàn)象，為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，施工前，需對地基進行穩(wěn)定性驗算。五、鋼板樁施工工藝 1、鋼板樁施工的一般要求 鋼板樁的設置位置要符合設計要求，便于匝道結構基礎施工，即在基礎最突出的邊緣外留有支模、拆模的余地。 基坑護壁鋼板樁的平面布置形狀應盡量平直整齊，避免不規(guī)則的轉角，以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。 整個基礎施工期間，在挖土、吊運、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業(yè)中，嚴禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應在支撐上擱置重物。 2

5、、鋼板樁施工的順序 根據(jù)施工圖及高程放設沉樁定位線實施表層回填礦渣土剝離根據(jù)定位線控設沉樁導向架整修平整施工機械行走道路沉設圍護樁將圍護樁送至指定標高焊接圍囹支撐挖土匝道結構施工填土拔除鋼板樁。 3、鋼板樁的檢驗、吊裝、堆放 鋼板樁的檢驗 鋼板樁運到工地后，需進行整理。清除鎖口內雜物(如電焊瘤渣、廢填充物等)，對缺陷部位加以整修。 鎖口檢查的方法：用一塊長約2米的同類型、同規(guī)格的鋼板樁作標準，將所有同型號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾作鎖口通過檢查。對于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進行校正。 為確保每片鋼板樁的兩側鎖口平行。同時，盡可能使鋼板樁的寬度都在同

6、一寬度規(guī)格內。需要進行寬度檢查，方法是：對于每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測量其寬度，使每片樁的寬度在同一尺寸內，每片相鄰數(shù)差值以小于1 為宜。對于肉眼看到的局部變形可進行加密測量。對于超出偏差的鋼板樁應盡量不用。 鋼板樁的其它檢查，對于樁身殘缺、殘跡、不整潔、銹皮、卷曲等都要做全面檢查，并采取相應措施，以確保正常使用。 鎖口潤滑及防滲措施，對于檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔，并增加鋼板樁在使用時防滲性能。每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油，其體積配合比為黃油：干膨潤土：干鋸沫5：5：3。 鋼板樁吊運 裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過多，并應注意

7、保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運常用專用的吊具。 鋼板樁堆放 鋼板樁堆放的地點，要選擇在不會因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅固的場地上，并便于運往打樁施工現(xiàn)場。堆放時應注意： 堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便； 鋼板樁要按型號、規(guī)格、長度分別堆放，并在堆放處設置標牌說明； 鋼板樁應分層堆放，每層堆放數(shù)量一般不超過5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3-4米，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2米。 4、導向架的安裝 在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲

8、變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設置一定剛度的、堅固的導向架，亦稱“施工圍檁”。導向架采用單層雙面形式，通常由導梁和圍檁樁等組成，圍檁樁的間距一般為2535m，雙面圍檁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大815mm。 安裝導向架時應注意以下幾點： 采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調整導梁的位置。 導梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高施工工效。 導梁不能隨著鋼板樁的打設而產(chǎn)生下沉和變形。 導梁的位置應盡量垂直，并不能與鋼板樁碰撞。 5、鋼板樁打設 鋼板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以便使打設后的板樁墻有足夠的剛度和良好的防水作用，且板樁墻面平直，以滿足基礎施工的要

9、求，對封閉式板樁墻要求封閉合攏。 根據(jù)現(xiàn)場施工條件，采用單獨打入法。 此法是從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結束中途不停頓。因此，樁機行走路線短，施工簡便，打設速度快。但是，由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。 先由測量人員定出鋼板樁圍堰的軸線，可每隔一定距離設置導向樁，導向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導線，打樁時利用導線控制鋼板樁的軸線，在軸向法向要求搞的情況下，采用導向架。 準備樁帽及送樁：打樁機吊起鋼板樁，人工扶正就位。 單樁逐根連續(xù)施打，注意樁頂高程不宜相差太大。 在插打過程中隨時測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔

10、起重打。 6、挖土 土方開挖應分層分區(qū)連續(xù)施工，并對稱開挖，土方開挖至板樁頂以下1米處，進行圍囹支撐施工。 圍囹制做安裝：圍囹及支撐設置在板樁墻頂以下0.5米處，根據(jù)設計位置在鋼板樁內壁上焊圍囹托架，然后吊裝H型鋼圍檁并焊接加固。 土方開挖前在基坑外進行井點降水，保持基坑內無水，便于挖土，機械進出口通道及四周采用換填并鋪墊鋼板以擴散壓力，減小側壓力。 基坑周邊（約一倍樁長）范圍內嚴禁堆載。 地面及坑內設排水措施。 開挖過程中注意支護體系的變形觀察。 基坑內作業(yè)時，有專職安全員負責。 在基坑開挖過程中需要注意的問題： 由于工程在地下水位很高的軟土地基中施工，所以鋼板樁的垂直度及搭接就十分重要，當

11、鋼板樁未貼靠在圍囹上部分，需作加墊處理，使鋼板樁的壓力傳到圍囹及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴格按圖施工。 其次是挖土和支撐的架設施工過程必須緊密配合，挖土過程要保證安全的前提下，迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面，支撐結構必須能較快地產(chǎn)生整體剛度或預緊力，兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時空效應，有效地控制圍護體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時施加支撐，土方施工要求分層均勻高效，以使支護結構處于正常的受力狀態(tài)。 7、鋼板樁的拔除 基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時間，否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，會給

12、己施工的地下結構帶來危害，并影響臨近原有建筑物、構筑物或底下管線的安全。設法減少拔樁帶土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。 先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min2min，使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上撥，如此反復可將樁拔出來。 拔樁時應注意事項： 拔樁起點和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點應離開角樁5根以上?？筛鶕?jù)沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。 振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，

13、然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100300mm，再與振動錘交替振打、振拔。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續(xù)不超過1.5h。六、安全技術保障及措施 、為提高深基坑圍護的安全可靠性對拉森樁的入土深度，進行理論數(shù)據(jù)的計算，并對圍護樁的強度及穩(wěn)定性進行驗證，確保深基坑施工的可靠性。 、沉設圍護樁的施工中，嚴格按照沉樁規(guī)范施工，基坑四角必需采用角樁，最大程度的提高小齒口拉森樁防漏性能，保證下道工序順利進行。 、采用250*250H型鋼實施圍護樁，周邊圍令加固，并根據(jù)具體情況增設對角斜撐距離及數(shù)量，現(xiàn)場配備壓密注漿機，對個別滲漏處進行止漏處理，

14、實現(xiàn)拉森樁圍護項，技術參數(shù)達到規(guī)范要求。 、嚴格按照基坑施工規(guī)范實施每道工藝的施工，開挖坑土堆放至10m15m（1倍樁長）以外，坑土堆放要平整最大程度的減小堆土對圍護樁的側壓力，增強圍護的安全系數(shù)，即時對坑內積水進行抽排。在對基層實施挖土時，挖土機械嚴格按照規(guī)范操作，最大程度的減小挖土機械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，對圍護樁的破壞，確?；影踩?。、建立嚴格的工序交接程序，制定科學、嚴謹、可行的施工計劃，最大程度的調動施工群體的主觀能動性，擬定合理的獎罰條律，堅持以人為本，安全第一的原則，加強協(xié)作意識，高度重視施工質量，如期完成施工任務。七、經(jīng)驗總結 1、從長江隧道工程武昌C、D匝道鋼板樁應用的實際效果來看，使用鋼板樁做基坑圍護，具有施工進度快、安全、占地空間小等優(yōu)點。此外，鋼板樁可以重復使用，節(jié)省投資。 2、采用鋼板樁圍護截滲和輕型井點降低地下水位后，使基坑能迅速挖至預定高程，基坑面經(jīng)處理后，即可澆筑結構底板的混凝土墊層，從而為下一階段的施工創(chuàng)造了有利條件，不僅提高了工程進度，而且受雨季的影響較小，保證整個工程的順利進行。 3、采用鋼板樁支護，對周圍環(huán)境