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一、拉森鋼板樁的特點(diǎn) 拉森鋼板樁是一種特制的型鋼板樁，用打樁機(jī)及振動(dòng)錘將鋼板樁壓入地下構(gòu)成一道連續(xù)的板墻，作為深基坑開(kāi)挖的臨時(shí)擋土、擋水圍護(hù)結(jié)構(gòu)。鋼板樁結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、鎖口緊密、水密性好、施工方便、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，拉森鋼板樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)在民用、市政、橋梁、工業(yè)建筑的基礎(chǔ)工程中得到了廣泛應(yīng)用。拉森鋼板樁支護(hù)形式有懸臂式、錨拉式、支撐式等，本文結(jié)合工程實(shí)例論述支撐式拉森鋼板樁在上海地區(qū)深基坑支護(hù)中的應(yīng)用。 二、工程概況 上海市某工業(yè)廠房建筑面積21239.4 m，長(zhǎng)390 m，寬54.46m。本工程采用PHCAd400mm先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁尖落在 7－2 層上，共 228 個(gè)柱承臺(tái)基礎(chǔ)，縱向柱距7.5 m（局部為9.0m和6.0m），其中－5m及－6m的基坑共計(jì)46個(gè)，廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝完畢后在廠房中施工設(shè)備基礎(chǔ)，其建筑面積458.3m，長(zhǎng)33.7m，寬13.6m。基坑深為－5m，局部－7.0m）（見(jiàn)圖1），根據(jù)基坑巖土工程報(bào)告、開(kāi)挖深度和周邊環(huán)境保護(hù)要求等，在保證安全的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、縮短周期，采用支撐式拉森鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，基坑采取通挖形式進(jìn)行施工。 三、工程地質(zhì)條件 （1）擬建場(chǎng)地內(nèi)普遍分布有第①1 層雜灰色填土，一般厚度約為1.5m，局部厚度約2.7m。該層以黏性土為主，夾少量植物根莖、小石子及貝殼碎屑等細(xì)小雜物，土質(zhì)松散且不均勻�；�坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，宜適當(dāng)采取加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)措施，基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)加強(qiáng)驗(yàn)槽工作。 （2）本工程基坑最大開(kāi)挖深度約為7.6 m，開(kāi)挖施工所涉及的第①1 層、第①2 層、第②層、第③層、第③夾層及第④層，土性差異較大，且土質(zhì)不均勻，設(shè)計(jì)、施工時(shí)宜注意其不利影響。 （3）粉性土及砂土的流砂問(wèn)題。第③夾層為粉性土、砂土，在動(dòng)水作用下易產(chǎn)生流砂、管涌現(xiàn)象，故在基坑開(kāi)挖前應(yīng)采取降水措施，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)確保止水和隔水效果，以確保基坑施工安全。 （4）坑底回彈。本工程基坑底部位于第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土及第④層淤泥質(zhì)土層中，該層土土質(zhì)軟弱，易回彈，應(yīng)注意土體回彈會(huì)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍鄰近已有建筑物、地下管線等產(chǎn)生不利影響，并及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)底板澆注。 （5）軟土流變。基坑開(kāi)挖時(shí)，基坑周邊及底部第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、第④層淤泥質(zhì)黏土具較明顯觸變及流變特性，受擾動(dòng)土體強(qiáng)度極易降低，因此在開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)防止土體擾動(dòng)。為防止上述現(xiàn)象出現(xiàn)，為提高坑底土體的抗剪強(qiáng)度，防止管涌、流砂或坑底隆起，增強(qiáng)基坑整體穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性，對(duì)基坑底采取壓密注漿滿堂加固。壓密注漿采用P.O.42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，注漿壓力一般為0.50MPa～0.80MPa，為加速漿液凝固，可加入適量水玻璃；為提高漿液的均勻性和穩(wěn)定性，可加入適量膨潤(rùn)土。 四、施工工藝流程 1、拉森鋼板樁施工的順序根據(jù)施工圖及高程放設(shè)沉樁定位線→根據(jù)定位線控設(shè)沉樁導(dǎo)向槽→整修平整施工機(jī)械行走道路→打樁→上支撐→挖土→混凝土施工→填土→拔除鋼板樁。 2、鋼板樁打樁 （1）鋼板樁施工要正確選擇“屏風(fēng)式”打樁方法、打樁機(jī)械和流水段劃分，以便使打設(shè)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(chǔ)施工的要求，對(duì)封閉式板樁墻還要求封閉合龍。 （2）此法是從一角開(kāi)始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。因此，樁機(jī)行走路線短，施工簡(jiǎn)便，打設(shè)速度快。但是，由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。 （3）先由測(cè)量人員定出鋼板樁圍堰的軸線，可每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向樁，導(dǎo)向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時(shí)利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線，在軸向法向要求高的情況下，采用導(dǎo)向架。 （4）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(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過(guò) 2％，當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。 偏差矯正：鋼板樁打入時(shí)如出現(xiàn)傾斜和鎖口結(jié)合部有空隙，到最后封閉合龍時(shí)有偏差，一般用異形樁（上寬下窄或?qū)挾却笥诨驅(qū)挾刃∮跇?biāo)準(zhǔn)寬度的板樁）來(lái)糾正。 3、鋼板樁的拔除 （1）基坑回填后拔除鋼板樁，拔樁前應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時(shí)間，否則，由于拔樁的振動(dòng)影響以及拔樁帶土過(guò)多會(huì)引起地面沉降和位移，給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來(lái)危害，并影響鄰近原有建筑物、構(gòu)筑物或地下管線的安全。 （2）先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng) 1 min～2 min，使鋼板樁周圍的土松動(dòng)，產(chǎn)生“液化”，減少土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢地往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來(lái)時(shí)，應(yīng)停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上拔，如此反復(fù)可將樁拔出來(lái)。 （3）拔樁時(shí)的注意事項(xiàng)。第一，拔樁起點(diǎn)和順序：對(duì)封閉式鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)角樁 5 根以上。可根據(jù)沉樁時(shí)的情況確定拔樁起點(diǎn)，必要時(shí)也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。第二，振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振 活以減小土的黏附性，然后邊振邊拔。對(duì)較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下 100 mm～300mm，再與振動(dòng)錘交替振打、振拔。第三，對(duì)引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15min，連續(xù)振動(dòng)不超過(guò)1.5h。 五、常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因分析與防治措施 （1）滲漏和涌沙 ①現(xiàn)象�；�坑挖土過(guò)半時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋼板樁滲漏，主要在接縫處和轉(zhuǎn)角處，有的地方還涌沙。 ②原因分析。拉森鋼板樁舊樁較多，使用前未進(jìn)行校正修理或檢修不徹底，鎖水處咬合不好，以致接縫處易漏水。轉(zhuǎn)角處為實(shí)現(xiàn)封閉合龍，應(yīng)有特殊形式的轉(zhuǎn)角樁，這種轉(zhuǎn)角樁要經(jīng)過(guò)切斷焊接工序，可能會(huì)產(chǎn)生變形。打設(shè)拉森鋼板樁時(shí)，兩塊板樁的鎖口可能插對(duì)不嚴(yán)密，不符合要求。拉森鋼板樁的垂直度不符合要求，導(dǎo)致鎖口漏水。 ③預(yù)防措施。舊鋼板樁在打設(shè)前需進(jìn)行矯正。矯正要在平臺(tái)上進(jìn)行，對(duì)彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法矯正。做好圍檁支架，以保證鋼板樁垂直打入和打入后的鋼板樁墻面平直。防止鋼板樁鎖口中心線位移，可在打樁行進(jìn)方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移。由于鋼板樁打入時(shí)傾斜，且鎖口結(jié)合處有空隙，封閉合龍比較困難，解決的辦法一是用異形板樁 此法較困難）；二是采用軸線封閉法（此法較為方便）。 ④治理方法。采用水玻璃水泥漿以閥管雙液灌漿系統(tǒng)施工堵漏。 （2）拉森鋼板樁側(cè)傾和基坑底土隆起及地面裂縫 ①現(xiàn)象。采用拉森鋼板樁，開(kāi)挖土方的挖土機(jī)及運(yùn)土車輛設(shè)在地面鋼板樁側(cè)，開(kāi)挖不久即發(fā)現(xiàn)鋼板樁頂側(cè)傾，坑底土隆起，地面裂縫并下沉。 ②原因分析。這些鋼板樁施工都在軟土地區(qū)，設(shè)計(jì)的嵌固深度不夠，因而樁后地面下沉，坑底土隆起是管涌的表現(xiàn)。在挖土作業(yè)時(shí)由于挖土機(jī)及運(yùn)土車在鋼板樁側(cè)，增加了土的地面荷載，導(dǎo)致樁頂側(cè)移。 ③防治措施。鋼板樁嵌固深度必須由計(jì)算確定，按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—1999）規(guī)定執(zhí)行。挖土機(jī)及運(yùn)土車不得在基坑邊作業(yè)，如必須施工，則應(yīng)將該項(xiàng)荷載計(jì)入設(shè)計(jì)中，以增加樁的嵌固深度。一般拉森樁施工時(shí)，壓密注漿配合，四周有鋼板樁支護(hù)，基底水壓較大，為更好地防水，基底做壓密注漿，其厚度按土質(zhì)而定。另外鋼板樁支護(hù)轉(zhuǎn)角處連接不夠緊密，宜發(fā)生流砂現(xiàn)象，故需進(jìn)行壓密注漿，注漿數(shù)量為 3～4 根。如地下水位較高時(shí)需進(jìn)行輕型井點(diǎn)降水配合。 六、基坑支護(hù)監(jiān)測(cè) （1）基坑支護(hù)檢測(cè)儀器 利用施工單位現(xiàn)有的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行鋼板樁外地表沉降和鋼板樁頂點(diǎn)水平位移測(cè)量。水準(zhǔn)儀用于測(cè)量地面和開(kāi)挖過(guò)程控制標(biāo)高以及施工中的沉降，經(jīng)緯儀用于測(cè)量在鋼板樁頂不同位置的施工控制點(diǎn)的水平位移，主要是 CD 兩軸主廠房柱基礎(chǔ)水平位移和沉降觀測(cè)。用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋來(lái)調(diào)整處理施工中的突發(fā)情況。 （2）監(jiān)測(cè)的布置和監(jiān)測(cè)頻率 ①在進(jìn)行主廠房柱基礎(chǔ)施工中，只對(duì)支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。經(jīng)研究距離鋼板樁頂部每 5 m 設(shè)置1個(gè)控制點(diǎn)，在基坑開(kāi)挖前利用儀器測(cè)出控制點(diǎn)的坐標(biāo)作為初始坐標(biāo)值。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)完成 后對(duì)原始值進(jìn)行 2 次測(cè)量，以減小誤差�；�坑監(jiān)測(cè)的頻率隨土方開(kāi)挖進(jìn)度和基坑變化情況作調(diào)整�；�坑開(kāi)挖過(guò)程中開(kāi)挖頻率不少于2次/d，開(kāi)挖完成后開(kāi)挖頻率不少于1次/d。若觀測(cè)的鋼板樁頂部位移出現(xiàn)突變，觀測(cè)次數(shù)要適當(dāng)增加。當(dāng)觀測(cè)的位移趨于穩(wěn)定時(shí)，觀測(cè)間隔可延長(zhǎng)。 ②在設(shè)備基礎(chǔ)支護(hù)施工中，主要要對(duì)CD兩軸46～52線的柱承臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行水平位移及沉降觀測(cè)，設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)初始數(shù)據(jù)，柱承臺(tái)基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)的頻率開(kāi)挖前1次/d，開(kāi)挖后2次/d。根據(jù)柱基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)，在開(kāi)挖第一層時(shí)位移較小，在開(kāi)挖第二層時(shí)（基坑分2次開(kāi)挖）位移較大，開(kāi)挖完畢后柱基礎(chǔ)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，在連續(xù)降雨的時(shí)候基礎(chǔ)略有位移。一直監(jiān)測(cè)至基礎(chǔ)回填完畢。 七、經(jīng)驗(yàn)總結(jié) （1）基坑支護(hù)工程是隨著對(duì)地下空間的不斷利用開(kāi)發(fā)而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)施工技術(shù)，它涉及眾多學(xué)科與工藝，具有很強(qiáng)的地區(qū)特點(diǎn)。上海地區(qū)作為典型的軟土地區(qū)，基坑支護(hù)工程形成了自有的特點(diǎn)。隨著新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)，基坑工程仍將繼續(xù)不斷發(fā)展、完善。 （2）從廠房基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)工程選用拉森鋼板樁作為－5.1m、－6.1m深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的實(shí)際效果來(lái)看，使用鋼板樁做基坑圍護(hù)，具有施工進(jìn)度快、安全、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)。此外，鋼板樁可以重復(fù)使用，節(jié)省投資。 （3）采用鋼板樁圍護(hù)截滲和基底壓密注漿封底，使基坑能迅速挖至預(yù)定高程，基坑面經(jīng)處理后，即可澆筑底板的混凝土墊層，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(jìn)度，而且受雨季的影響較小，保證了整個(gè)工程的順利進(jìn)行。 （4）采用鋼板樁支護(hù)，對(duì)周圍環(huán)境影響較小。鋼板樁施工簡(jiǎn)便，工序簡(jiǎn)單，質(zhì)量容易控制，工期短，且現(xiàn)場(chǎng)整潔。 （5）在進(jìn)行鋼板樁的支護(hù)施工中要特別注意地下水的影響。量提出了新的、更高的要求。與其他工程相比較，城市道路施工工程有三大特點(diǎn)：一是施工作業(yè)面狹窄，施工現(xiàn)場(chǎng)很難完全封閉交通，行人難以控制，再加上水、電、暖、氣、通信、排污管道等各遇到有水的情況一定要采取有效措施進(jìn)行堵塞，防止泥砂隨滲水排出。遇到離建筑物較近，地質(zhì)條件較差的地段，可以考慮打加密樁的方法，更有利于施工并防止泥水排出。 （6）基坑開(kāi)挖基礎(chǔ)施工期間可以通過(guò)變形觀測(cè)對(duì)鋼板樁及周邊建筑的位移進(jìn)行有效控制，用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋來(lái)調(diào)整處理施工中的突發(fā)情況，保證基坑安全。