韋世團(tuán)

廣西建工集團(tuán)聯(lián)合建設(shè)有限公司 廣西 南寧 530200

1 工程概況

廣西北海市城市路網(wǎng)工程B標(biāo)工程內(nèi)容包含道路工程、排水工程、路燈工程、綠化工程、交通工程及弱電管溝工程等，項(xiàng)目總投資約24 700萬(wàn)元。工程溝槽開(kāi)挖放坡受條件限制較多，開(kāi)挖深度深、滲水嚴(yán)重、危險(xiǎn)性大。

1）溝槽開(kāi)挖放坡受到限制：貴陽(yáng)路工程屬于舊路改造，地下管線及車(chē)輛較多，東側(cè)沿途有污水壓力管道，距開(kāi)挖中線13.6～14.0 m，西側(cè)通信管道、燃?xì)夤艿谰嚅_(kāi)挖中線分別為14～15 m、17～18 m等，拉薩路—新世紀(jì)大道段有燃?xì)夤艿?、自?lái)水管道。常年保持高水位，管道周?chē)寥肋_(dá)飽和狀態(tài)；金春路沿途兩側(cè)為普通平房及樓房，原污水管道離現(xiàn)設(shè)計(jì)污水管道中線約11 m，道路寬25 m，土質(zhì)為砂層，如按1∶2放坡，已占完整個(gè)道路及施工通道，且高水位出現(xiàn)流砂，基溝無(wú)法成型；銀河北路屬于舊路改造，現(xiàn)周?chē)陂_(kāi)發(fā)，車(chē)輛較多，南側(cè)3條軍用光纜距中線13 m（施工完軍用光纜方能進(jìn)行道路施工），南側(cè)K0＋036-K0＋612沿途高壓電桿距中線7.5 m、南側(cè)K0＋360-K0＋413距中線9.5 m有輸油管道等。

2）危險(xiǎn)性極大：貴陽(yáng)路排水埋設(shè)在原有排水管位置，沿途已成居民區(qū)，日常生活污水排入原管道，原排水管道尚無(wú)出水口排水，管道內(nèi)積水常年保持高水位，管道周?chē)寥篮窟_(dá)飽和狀態(tài)，加上管道下臥在粗砂層，含水量豐富；金春路鄰近大海，管線沿線地層均為含水層，其水位受降雨、潮汐影響較大。穩(wěn)定水位在地表以下0.5～2.4 m，土層結(jié)構(gòu)全部為細(xì)、中砂，含水量豐富；銀河北路西側(cè)為寬約20 m排水明溝，該排水明溝水位受潮汐影響，尤其是高爾夫球場(chǎng)閘門(mén)堵住該排水明溝后上游水位明顯提高。管線南側(cè)靠近海岸線，地下水受潮汐影響大。沿途魚(yú)塘及排水明溝水位較高，穩(wěn)定水位0～5.0 m，標(biāo)高1.52～5.50 m，含水量豐富。

綜合上述情況，由于本工程管道埋深大多為4～5 m，局部達(dá)7 m，開(kāi)挖排水溝槽時(shí)因地下水豐富、土壤含水量、邊坡無(wú)法成型，細(xì)、粗砂透水性強(qiáng)，溝槽抽水時(shí)會(huì)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，造成懸壁出現(xiàn)邊坡塌方危險(xiǎn)，離施工排水溝槽較近的污水壓力管道、電信、民房、軍用光纜、高壓電桿等會(huì)出現(xiàn)倒伏，危及施工人員生命及其他財(cái)產(chǎn)安全。

2 基槽開(kāi)挖支護(hù)施工工藝比較選擇

由于本工程基槽根據(jù)前面所述的開(kāi)挖放坡受條件限制較多，開(kāi)挖深度深、滲水嚴(yán)重、危險(xiǎn)性大等影響，經(jīng)比較多種支護(hù)方案，為使工期滿(mǎn)足需求、質(zhì)量安全得到保障，決定采用鋼板樁進(jìn)行管溝支護(hù)施工，一般的鋼板樁根據(jù)橫截面形狀主要分為：U形、Z形、W形3種形狀，帶止口（鎖扣）的U形鋼板樁稱(chēng)為拉森鋼板樁，連接為套型鎖口，兩樁聯(lián)結(jié)能轉(zhuǎn)角10°～15°。

根據(jù)JGJ 120—2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)范要求，經(jīng)計(jì)算，擬采用WRU13鋼板樁雙邊支護(hù)（圖1），主要參數(shù)為：理論質(zhì)量129.5 kg/m2，慣性矩24 224 cm4，截面模數(shù)1 346 cm3。

鋼板樁深基坑施工編制專(zhuān)項(xiàng)方案，通過(guò)對(duì)5種不同類(lèi)型的支護(hù)深度進(jìn)行驗(yàn)算，所選用的鋼板樁規(guī)格、錨深、支頂規(guī)格及間距均滿(mǎn)足要求，方案經(jīng)專(zhuān)家論證后實(shí)施。

圖1 WRU13鋼板樁截面示意

3 拉森鋼板樁施工工藝

施工工藝流程[1-2]：測(cè)量放線→放坡開(kāi)挖1～3 m深→打鋼板樁→開(kāi)挖基坑→深0.5 m時(shí)焊接橫撐→抽水堵漏→支對(duì)撐→人工配合機(jī)械開(kāi)挖溝槽到槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高→抽水堵漏→砂墊層或混凝土基礎(chǔ)→安管→支頂對(duì)撐→管座、抹帶（混凝土平口管）→回填→拆除橫撐、對(duì)撐及鋼板樁。

3.1 溝槽開(kāi)挖及板樁長(zhǎng)度選擇

1）溝槽開(kāi)挖分2個(gè)階段開(kāi)挖，第1階段開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為1～3 m，按1∶0.33放坡，開(kāi)挖時(shí)溝槽最小寬度為6 m（挖掘機(jī)旋轉(zhuǎn)寬度）。第2階段開(kāi)挖剩下土層，采用分段直槽開(kāi)挖，鋼板樁支護(hù)，雨、污合并施工時(shí)遵循先深后淺原則。

2）每4座排水檢查井為一開(kāi)挖段，為施工方便，檢查井的范圍每邊按施工需求加寬。為保證管槽邊坡的不塌方，溝上部?jī)蓚?cè)1 m內(nèi)不能堆土，但由于本工程場(chǎng)地狹窄，采用邊開(kāi)挖邊用自卸汽車(chē)外運(yùn)的方式運(yùn)走。

3）根據(jù)深度及地質(zhì)情況，樁基施工方案設(shè)計(jì)了2種類(lèi)型的樁長(zhǎng)，溝槽開(kāi)挖深度不超過(guò)5 m，采用長(zhǎng)6 m鋼板樁雙邊支護(hù)合槽施工；溝槽開(kāi)挖深度部分需達(dá)到5 m，但因穩(wěn)定水位高及砂層采用長(zhǎng)9 m樁；管道埋深超過(guò)5 m（最深處達(dá)到8 m），采用長(zhǎng)9 m打鋼板樁雙邊支護(hù)合槽施工。

3.2 鋼板樁的施工

3.2.1 準(zhǔn)備工作

1）鋼板樁采用的長(zhǎng)度為6～9 m，鋼板樁到達(dá)工地后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，如有變形但可以修復(fù)的安排現(xiàn)場(chǎng)維修，檢修不了的應(yīng)給予退貨。鋼板樁錘打前，應(yīng)在其卷槽內(nèi)涂抹潤(rùn)滑油，使樁和樁之間能順利咬合緊密。

2）做好施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量放樣，要注意定位合理準(zhǔn)確，并避開(kāi)地下管道、線路及原有的構(gòu)筑物等。

3.2.2 鋼板樁施工及降水施工主要措施

1）鋼板樁采用圍堰形式，利用履帶起重機(jī)，安裝好機(jī)械錘頭，逐根單側(cè)錘打，并形成溝槽圍堰合攏。鋼板樁圍堰內(nèi)撐系統(tǒng)由橫撐和對(duì)撐組成，橫撐設(shè)在樁頂0.5 m處，采用400 mm×100 mm的槽鋼，對(duì)撐采用300 mm×200 mm的H型鋼。橫撐與鋼板樁的連接采用電焊點(diǎn)焊，對(duì)撐與橫撐均采用焊接對(duì)頂，以加強(qiáng)鋼板樁的整體穩(wěn)固（圖2）。

圖2 鋼板樁圍護(hù)形式

2）施工的關(guān)鍵在于止水防滲，拉森鋼板樁在錘打過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)鎖口不咬合、接口不嚴(yán)密等現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)滲漏水，一般采用爛麻袋、棉絮甚至木板及其他材質(zhì)板條及時(shí)封堵，防止漏水影響施工。

3）板樁后應(yīng)按照觀測(cè)方案的要求，每天分2次對(duì)鋼板樁進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)包括樁頂位移及周邊土體下沉，本基坑設(shè)計(jì)為二級(jí)基坑，樁頂位移累計(jì)不超過(guò)20 mm。同時(shí)每天派人檢查樁體有無(wú)變形及支撐有無(wú)松動(dòng)。

4）施工時(shí)每一開(kāi)挖段面設(shè)置2座降水井，降水井設(shè)置在相應(yīng)的下游處，設(shè)3臺(tái)大功率的抽水泵和2臺(tái)抽泥泵同時(shí)抽水。以保證基坑內(nèi)水位低于溝槽底面高程，使管道能夠正常施工；管道施工期間不得停止降水。

5）由于溝槽底基本處于礫砂層中，施工時(shí)易形成流砂，故設(shè)在兩側(cè)的排水槽需采用木擋板防護(hù)。

3.2.3 鋼板樁具體施工方法

1）打樁前，在鋼板樁的接口槽里面涂抹潤(rùn)滑油，樁尖處的凹槽底口用膠泥堵住，避免打樁時(shí)泥沙進(jìn)入，以增強(qiáng)咬合的嚴(yán)密性，并增加潤(rùn)滑，便于施工。

2）根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告土層參數(shù)，考慮到砂土摩擦阻力較大，為確保鋼板樁施工中不出現(xiàn)變形、扭曲、彎斜等。施工時(shí)將10～15根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)進(jìn)行排樁施工，先壓入定位樁，再逐根按順序壓入。

3）鋼板樁采用履帶式吊車(chē)帶振動(dòng)錘，由于在砂土層施工，按樁長(zhǎng)9 m計(jì)算，根據(jù)計(jì)算，該土質(zhì)下需要的振擊力必須大于483 kN，選擇90A振動(dòng)錘可以滿(mǎn)足。打入前應(yīng)先預(yù)壓，先沿樁的壓入方向反向傾斜10°左右，使鋼板垂直后慢慢錘擊，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘，利用錘力把樁壓到土中，至設(shè)計(jì)標(biāo)高1 m處停止。每打入2 m測(cè)量1次垂直度，測(cè)量監(jiān)控每塊樁的傾斜不超過(guò)2%，當(dāng)偏斜過(guò)大時(shí)，應(yīng)采用鋼絲繩拉齊的方法調(diào)正，如果調(diào)不了必須拔起重打。

4）排樁打入的施工順序分為正向順序施打、逆向順序施打、中間往兩邊打、兩邊往中間打、往返來(lái)回順序施打。施工中根據(jù)具體情況變化選擇不同施工順序，也可以2種順序同時(shí)結(jié)合使用。

5）打入樁后，因樁與樁相互之間有摩擦力，為防止打樁時(shí)把相扣的已壓好的板樁帶入土中，對(duì)已完成的樁先用電焊固定，形成整體以防止偏移和錯(cuò)位。

6）基槽開(kāi)挖中，及時(shí)檢查板樁之間的封閉情況和滲漏情況，發(fā)現(xiàn)有變形的應(yīng)及時(shí)回頂加撐電焊橫撐等進(jìn)行加固。發(fā)現(xiàn)有漏水的，應(yīng)馬上安排人員及時(shí)進(jìn)行封堵。

3.2.4 鋼板樁的拔除

基坑回填后，拔除鋼板樁，以便重復(fù)使用。拔樁采用振動(dòng)錘拔樁，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。拔樁起點(diǎn)和順序：拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反；對(duì)板樁拔除后留下的孔洞，必須及時(shí)回填處理，采用中粗砂回填。

3.3 溝槽檢查驗(yàn)收及管道的安裝

1）溝槽開(kāi)挖至溝槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，按照?qǐng)D紙要求坡度復(fù)測(cè)標(biāo)高，檢查開(kāi)挖尺寸，中軸線偏位等，按照建設(shè)程序組織相關(guān)單位檢查，符合要求后可以進(jìn)行管道工序施工。

2）由于鋼板樁的對(duì)撐位于溝槽0.5 m處，間距為6.5 m，所使用波紋管道的長(zhǎng)度為6 m，支撐給管道的吊裝帶來(lái)一定的影響。根據(jù)計(jì)算，可以每隔13 m設(shè)1道活動(dòng)對(duì)撐，當(dāng)管道吊進(jìn)溝槽后，馬上安裝回頂，然后使用手動(dòng)葫蘆進(jìn)行管道連接。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程合理選擇了施工方案，嚴(yán)格按照論證后的方案進(jìn)行技術(shù)交底，制訂有效的質(zhì)量、安全保障措施，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況認(rèn)真組織施工。同時(shí)加強(qiáng)施工過(guò)程重點(diǎn)過(guò)程的管控，根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行分段開(kāi)挖支護(hù)及管道施工，及時(shí)組織進(jìn)行分段隱蔽驗(yàn)收，加快管溝回填，減少溝槽裸露的時(shí)間。本次拉森鋼板樁工程施工中基坑沒(méi)有出現(xiàn)塌方，周邊構(gòu)筑物無(wú)開(kāi)裂，未見(jiàn)地下管涌、地面塌陷等現(xiàn)象，確保管溝工程順利進(jìn)行，取得了良好的效益。