淤泥質(zhì)土層中上拉下頂式拉森鋼板樁施工技術(shù)

淤泥質(zhì)土層中上拉下頂式拉森鋼板樁施工技術(shù)摘要：拉森鋼板樁作為一種新型建材，在建橋圍堰、大型管道鋪設(shè)、臨時溝渠開挖時用作擋土、擋水、擋沙墻，近年來，拉森鋼板樁在淺基坑中也得到廣泛的應(yīng)用，但其對土質(zhì)要求較高，對土體貫入度、嵌固段土層強度等具有一定要求。目前，鋼板樁施工已廣泛的應(yīng)用于軟塑、軟塑-可塑土層中，對軟塑-流塑的淤泥質(zhì)土中，鋼板樁通常應(yīng)用在坑中坑、圍堰等可采用對撐的支護體系中，而在大面積基坑支護中需對支護體系進行優(yōu)化。本文結(jié)合實際工程，通過優(yōu)化鋼板樁的支護體系，并結(jié)合淤泥質(zhì)土加固方法，通過工程實踐，將拉森鋼板樁在淤泥質(zhì)條件下的應(yīng)用范圍進一步推廣，提升拉森鋼板樁施工的速度及安全性。關(guān)鍵詞：拉森鋼板樁、淤泥質(zhì)土、鋼絲繩、拉結(jié)、配筋墊層1、技術(shù)特點（1） 本技術(shù)可以實現(xiàn)淤泥土、淤泥質(zhì)粘土等近似流態(tài)的土層中基坑快速支護、快速施工。（2） 采用可周轉(zhuǎn)材料（拉森鋼板樁），綠色環(huán)保且可回收利用，采用振動成樁，施工環(huán)境污染小，基本無濕作業(yè)。（3） 拉森鋼板樁具有止水作用，可有效防止基坑外地下水滲入基坑內(nèi)，對基坑周邊環(huán)境影響小，且能夠保證基坑內(nèi)作業(yè)環(huán)境。（4） 采用兩側(cè)鋼板樁對拉的受力體系，底板采用配筋墊層“換撐”，形成上拉下頂?shù)氖芰w系，支護體系受土質(zhì)影響減小。2、 工藝原理該技術(shù)主要包括淤泥質(zhì)條件下鋼板樁施工、前后排鋼板樁拉結(jié)、鋼板樁與施工道路拉結(jié)、松木樁與臨時道路錨固，內(nèi)外鋼板樁拉結(jié)錨定，以及基坑土方分倉開挖。施工過程中，采用液壓振動錘進行鋼板樁施工，鋼板樁之間淤泥（質(zhì)）土層采用松木樁進性固化穩(wěn)定，使內(nèi)外鋼板樁形成類似"重力式擋墻”的支護形式。鋼板樁上下拉結(jié)，增加鋼板樁自由端側(cè)向約束力。基坑支護形成體系后，分倉進性開挖，開挖至設(shè)計標高后，超挖20cm，用于澆筑配筋墊層。開挖完成后立即澆筑配筋墊層，通過配筋墊層換撐壓底，確保淤泥層的嵌固作用，保證鋼板樁處于穩(wěn)定狀態(tài)。配筋墊層對鋼板樁形成側(cè)向水平，約束鋼板樁側(cè)向變形，同時可以有效防止淤泥隆起。3、 工藝流程場地整平9鋼板樁吊運9基坑內(nèi)側(cè)鋼板樁施打至坑頂標高9內(nèi)側(cè)第二排鋼板樁施工9外排鋼板樁施工9上部土方開挖9松木樁施工9內(nèi)外排鋼板樁拉結(jié)9內(nèi)側(cè)雙排鋼板樁拉結(jié)9分倉跳挖及配筋墊層施工。4、關(guān)鍵技術(shù)4.1場地整平施工前，先采用小型挖機對現(xiàn)場進行整平，并對淤泥質(zhì)土進行換填處理，保證現(xiàn)場液壓振動錘及挖機等設(shè)備可正常行走，換填厚度根據(jù)地質(zhì)條件確定，換填后，在換填土層面鋪設(shè)路基箱以減小施工過程出現(xiàn)陷機，并減小后續(xù)施工對鋼板樁的影響（可能導(dǎo)致鋼板樁傾斜）。4.2鋼板樁吊運裝卸鋼板樁宜采用兩點吊裝的方法進行操作。吊運時，每次吊起的鋼板樁根數(shù)不宜過多，并應(yīng)注意保護鎖口避免損傷。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。4.3鋼板樁施工拉森鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全，是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一，在施工中要注意以下施工要求：拉森鋼板樁采用450型專用振動錘機施打，施打前認真放出準確的樁中線，撒上樁位灰線。打樁前，對鋼板樁逐根進行檢查，剔除連接鎖扣處的銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，待修整合合格后才可使用，整修后還不合格的禁用。打樁前，可在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂抹油脂，以方便鋼板樁的打入、拔出。在鋼板樁插打過程中，隨著測量監(jiān)控每塊樁的斜度，當偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時，必須拔起重打。密扣且保證開挖后入土不小于2米，保證鋼板樁順利合攏；特別是轉(zhuǎn)角處要使用轉(zhuǎn)角鋼板樁，若沒有此類鋼板樁，則用舊輪胎或爛布塞縫等輔助措施密封好，避免由于漏水帶走泥沙，造成地面塌陷。在基礎(chǔ)溝槽開挖過程中，隨時觀察鋼板樁的變化情況，若有明顯的傾覆或隆起狀態(tài)，立即在傾覆或隆起的部位增加對稱支撐。基坑內(nèi)側(cè)鋼板樁施工完成后，依次施工二排鋼板樁和外側(cè)鋼板樁。雙排鋼板樁施工過程應(yīng)該嚴格控制后施工鋼板樁對先施工鋼板樁影響，施工過程中鋼板樁發(fā)生傾斜的應(yīng)立即拔出并進行復(fù)插。后排鋼板樁和基坑外側(cè)鋼板樁施工完成后，對雙排鋼板樁之間土表進行清理。對基坑雙排鋼板樁內(nèi)側(cè)鋼板樁進行二次壓樁，壓至設(shè)計標高。4.4松木樁施工內(nèi)外側(cè)鋼板樁施工完成后，采用PC200型挖掘機進行壓樁，壓樁垂直度可采用人工調(diào)整，盡量保證垂直。壓樁前先將樁端削尖，削尖長度以150mm-200mm為宜。松木樁施工前，先按照1200mmX1200mm間距進行點位布設(shè)，點位確定后，采用由里向外的施工方向，逐排進行壓樁，松木樁樁頂壓至地面標高以上250mm停止下壓。4.5內(nèi)外排鋼板樁連接點設(shè)置內(nèi)外排鋼板樁采用軟硬結(jié)合的拉結(jié)方式。鋼板樁施工完成后，在鋼板樁上氣割擴孔后，將槽鋼鋼腰梁定位放置在鋼板樁樁頂，并對槽鋼腰梁進行擴孔，用L型直徑25鋼筋穿過槽鋼與鋼板樁間孔洞，滿焊固定。鋼筋平直段長度^，深入臨時路面內(nèi)，鋼筋間距800mm（鋼板樁寬度400mm），兩側(cè)鋼板樁同樣做法。待道路施工后與道路錨固為一體，與道路形成硬拉結(jié)。鋼筋固定完成后，采用氣割對鋼板樁、槽鋼腰梁進行擴孔。采用18#鋼絲繩進行穿孔，鋼絲繩水平向拉結(jié)進度為800mm，采用卡口進行固定。一端固定后，另一端用PVC管進行穿鋼絲繩，保證鋼絲繩與混凝土路面內(nèi)無粘結(jié)。穿線完成后另一端與另一側(cè)鋼板樁進行拉結(jié)，拉結(jié)采用手拉葫蘆進行緊固，拉至鋼絲繩繃緊，立即采用鋼絲繩卡口進行固定，繃直后進行鎖定，隨后拆除手拉葫蘆。上述施工完成后，在內(nèi)外側(cè)鋼板樁間鋪設(shè)混凝土臨時道路，道路內(nèi)配置雙層雙向①12鋼筋，臨時路面與兩側(cè)鋼板樁已焊接鋼筋“剛性連接”，與鋼絲繩柔性連接。4.6內(nèi)側(cè)雙排鋼板樁連接節(jié)點在淤泥（質(zhì)）土層中，內(nèi)外側(cè)鋼板樁連接的牢固性是保證雙排鋼板樁一體性的關(guān)鍵點，其拉節(jié)點失效（或局部失效）將導(dǎo)致內(nèi)側(cè)雙排鋼板樁（局部）體系失效，影響整體穩(wěn)定性。本工法內(nèi)外側(cè)鋼板樁采用8#槽鋼進行。首先對現(xiàn)場內(nèi)側(cè)雙排鋼板樁樁頂標高進行復(fù)核，確保內(nèi)外側(cè)鋼板樁已達到設(shè)計標高，并復(fù)測鋼板樁垂直度，鋼板樁垂直度控制在1%范圍內(nèi)。對鋼板樁之間土進行清理，土面標高較鋼板樁樁頂標高低250mm，土面整平后，防止單排雙向①8鋼筋，垂直于兩排鋼板樁的鋼筋與兩排鋼板樁距離相等。鋼筋經(jīng)驗收后澆筑100mm厚C30混凝土?；炷翝仓瓿珊螅龔姸冗_到1.2Mpa以上后，安排人員采用鋼絲球?qū)︿摪鍢杜c槽鋼焊接點進行清理，去除銹漬隨后進行焊接。焊接由專業(yè)焊工進行，焊縫厚度為0.7hf（hf為槽鋼厚度），槽鋼開口向上，除槽鋼底部無法焊接處，均應(yīng)焊接牢固。4.7分倉跳挖及配筋墊層施工由于施工區(qū)域淤泥（質(zhì)）土層厚度達到15m-20.6m，鋼板樁無有效嵌固段，如何開挖對基坑安全有較大影響。配合本工程支護形式，采用分倉跳挖形式，開挖按照15m一段進行分層開挖，開挖前應(yīng)完成配筋墊層鋼筋下料，開挖至基底標高后，經(jīng)簡單整平后按照1.2m間距放置水泥磚塊并鋪設(shè)單層雙向①8鋼筋，鋼筋間距200mm，鋼筋驗收后，采用C30混凝土進性澆筑，澆筑厚度200mm。土方開挖至基底后，需在6小時內(nèi)完成配筋墊層施工，以盡快完成土層"置換”。配筋墊層施工應(yīng)清除鋼板樁周邊雜土，確保配筋墊層與鋼板樁有效接觸。配筋墊層垂直于支護結(jié)構(gòu)方向?qū)挾纫蚤_挖深度2.0-2.5倍為宜。配筋墊層澆筑3天后，方可進行下一段土方開挖。淤泥質(zhì)土中主要問題及處理5.1鋼板樁傾斜過大由于淤泥質(zhì)土可能存在較大的起伏，鋼板樁施工完成后各段鋼板樁抗側(cè)移能力存在差異。在臨近鋼板樁施工以及其他施工荷載擾動，在土方正式開挖前，存在局部鋼板樁發(fā)生傾斜的風(fēng)險。為確保土方開挖前，整體支護達到設(shè)計要求，可采取以下措施：前后排鋼板樁施工可采用屏風(fēng)式打入法。將10-20根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，呈屏風(fēng)狀，然后再分批施打。施打時先將屏風(fēng)墻兩端的鋼板樁打至設(shè)計標高或一定深度，成為定位板樁，然后在中間按順序分l/3、1/2板樁高度呈階梯狀打入。采用屏風(fēng)式打法可以有效減少傾斜誤差積累，防止過大的傾斜，而且易于實現(xiàn)封閉合攏，能保證板樁墻的施工質(zhì)量。5.2鋼板樁局部遇到硬質(zhì)夾層，無法施工至設(shè)計標高。在淤泥層中存在局部硬質(zhì)土層時，鋼板樁無法施工至設(shè)計標高，對鋼板樁整體性及止水效果帶來較大隱患；可采取以下措施：（1） “復(fù)插”。將無法下插鋼板樁拔起并進行復(fù)插，復(fù)插前，根據(jù)地勘報告初步確認可能的硬質(zhì)土層，并根據(jù)土層分布調(diào)整振動錘沉樁頻率。復(fù)插過程中調(diào)整鋼板；（2） "局部位置調(diào)整”。若復(fù)插仍無法施工至設(shè)計標高，可局部調(diào)整位置，繞開硬質(zhì)土層，鋼板樁在設(shè)計位置前后局部調(diào)整，如可下插，可進行局部調(diào)整，但移動調(diào)整間距不可過大，否則應(yīng)經(jīng)設(shè)計確認。（3） 灌砂及灌水法。在無法施工鋼板樁周邊挖導(dǎo)溝，在導(dǎo)溝內(nèi)倒入中粗砂，并在導(dǎo)溝內(nèi)注水，然后拔起鋼板樁進行復(fù)插，保證砂土和水隨鋼板樁灌入土層中，減小摩擦力和樁端阻力。（4） "水刀引孔”。對于硬質(zhì)土層上述方法均無法有效穿透時，采用"水刀法”進行引孔。在鋼板樁兩側(cè)及中部均勻固定四根導(dǎo)管（耐高壓），隨鋼板樁下插至硬質(zhì)土層，采用高壓水對硬質(zhì)土層進行”切割"引孔，水刀切割同時，逐步下壓鋼板樁，直至指定位置。參考文獻：［1］ 王偉，吳景剛，劉康.拉森鋼