陳野

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

關鍵詞：錨拉式支撐；組合鋼板樁；深基坑支護；應用技術

0? ?引言

城市當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)境錯綜復雜。特別是高層建筑和地鐵工程施工時，對基坑的支護技術提出了更高要求。以鋼板樁支護技術最具代表性，其具有施工效率高、可重復使用、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢[1]。本文針對錨拉式組合鋼板樁支護技術及其應用進行了深入研究。

1? ?錨拉式鋼板樁支護技術概述

1.1? ?鋼板樁支護技術

鋼板樁支護技術是在基坑開挖之前，在基坑邊緣將配有鎖口結構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架構，在基坑開挖后支撐基坑外側土層壓力，達到預期的基坑支護效果[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，使用錨拉支撐技術可有效解決這一問題。

1.3? ?錨拉式鋼板樁支護技術

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

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

1.4? ?錨拉式鋼板樁技術優(yōu)勢

1.4.1? ?支護性能良好

使用錨拉式鋼板樁支護技術，其支護周期可長達20年，具有長期支護特點和良好的耐久性能[4]。錨拉式鋼板樁支護為鋼板結構，且通過鎖口形成整體，其連接牢固、穩(wěn)定、持久。鋼板樁支護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)鋼筋混凝土支護結構相此，使用錨拉式鋼板樁支護技術，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結構在完成基坑支護后，可便捷拆除。拆除后的鋼板樁可用于其他基坑支護工程，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施工時，基坑內(nèi)施工作業(yè)的空間比較寬松，實施支護的過程簡單便捷，支護作業(yè)的效率較高，可有效縮短支護施工工期。

2? ?錨拉式組合鋼板樁施工技術的應用

2.1? ?工程概況

某大型建筑工程開工興建，需要進行基坑開挖施工。該擬建基坑南側為在建道路，與其相距約20m；該擬建基坑北側和西側為在建河道，與其相距約15m；該擬建基坑東側為綠化區(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、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構和施工現(xiàn)場實際情況，制定了以下施工方案：選擇HUC組合鋼板樁支護結構，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、鋼板樁與基坑外側土體牢固連接。錨桿縱向間距為4m，實施雙層設置。

上述施工方案構建了基坑整體支護結構，以達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組合鋼板樁結構如圖1所示。

2.3 施工工序

2.3.1? ?施工準備

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

2.3.2? ?錘插鋼板樁

使用履帶起重機將定位鋼板樁插入導向架，使用液壓振動錘將定位鋼板樁通過導向架錘擊到設計深度。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，使用履帶起重機將鋼板樁吊運至定位鋼板樁處，配合人工調(diào)整將鋼板樁緩慢插入導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計深度。以此類推，完成鋼板樁的錘插施工。作業(yè)過程中應注意測量和調(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

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

將錨桿孔鉆設至設計深度后，在孔中置入注漿管和錨桿，灌注配制的高強度水泥砂漿。灌注過程應保持連續(xù)性，直至注漿管中的水完全排清。然后焊接裝設錨定臺座和圍檁，待水泥砂漿強度達到70%標準強度后，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1個位移監(jiān)測點，隨后開展基坑挖掘作業(yè)?；油诰驊謱油瓿?，禁止對鋼板樁前的覆蓋土進行超挖。挖掘施工時，應及時關注地面沉降和鋼板樁頂端位移變化情況，如位移量達到3cm，應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? ?導向架安裝精度

裝設導向架是組合鋼板樁支護作業(yè)的重點工序，是影響鋼板樁垂直度的關鍵。導向架的垂直度誤差應小于5mm。使用千斤頂和線錘，對導向架的水平度和垂直度實施調(diào)整，直至達到設計要求。

3.1.2? ?H型鋼作業(yè)

H型鋼進場后，將其吊裝至預先搭建好的型鋼平臺，擺放平整后進行坡口處理，將H型鋼焊接成整根設計長度，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。錘擊過程中應控制錘速，以保證其垂直度達到規(guī)定標準。

3.1.3? ?U型鋼板樁作業(yè)

U型鋼板樁在裝運過程中容易產(chǎn)生變形，因此在安裝之前應檢查和調(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)整履帶起重機的吊裝方位，保證U型鋼板樁順利通過導向架。對U型鋼板樁沉樁、錘擊時同樣應控制速度，做到緩慢均衡。

3.1.4? ?轉角樁作業(yè)

鋼板樁支護施工對轉角樁精度要求較高，施工前應計算出不同轉角樁點位的角度，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角樁，以保證在基坑轉角處作業(yè)時H型鋼和U型鋼板樁沉樁的順利進行。

3.1.5? ?封閉樁作業(yè)控制

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

3.2? ?錨拉結構施工要點

3.2.1? ?精準定位錨桿孔

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

3.2.2? ?控制錨桿制作安裝質量

檢測錨桿體制作質量，保證其強度、直徑、曲度滿足施工標準。錨桿體自由段部位應刷涂機油，實施必要防腐處理，避免搖晃、扭曲。錨桿裝運時應勻稱、平順擺放，禁止掛裝、彎曲運輸。根據(jù)錨桿孔和預設傾角勻速推裝，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，其水灰比應控制在0.45～0.55之間，并做到均勻拌和、即拌即用。灌漿應使用孔底返漿方式，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，應在0.5h內(nèi)進行3～4次孔底壓注補漿，直至孔口充滿漿液。錨拉工況如遇到風化巖土或砂石土質，應選取高壓劈裂灌漿方式，以優(yōu)化此區(qū)域土層，加強錨固區(qū)域土質粘結效果。灌漿壓力控制在2MPa，定型強度應高于30MPa。

4? ?基坑安全質量監(jiān)測方法

4.1? ?基坑土體監(jiān)測

在基坑坡頂位置裝設位移監(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，土體會釋放大量應力，可能會引起支護結構形變。

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

在基坑深層土體裝設測斜管，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，可能引起基坑支護結構沉降變形，進而影響支護結構的穩(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，應快速定位漏水位置，堵塞漏水點，換填袋裝土。一旦漏水嚴重，應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、街道等相關設施構成影響時，應及時采取處理措施，保證設施安全。

5? ?結束語

在深基坑支護中應用錨拉式鋼板樁支護技術，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)部支撐結構有限而影響施工問題。本文以錨拉式鋼板樁支護技術為切入點，結合工程實例從施工設計方案、施工實施工序、施工要點及質量監(jiān)測等方面研究錨拉式組合鋼板樁支護的應用技術，旨在為類似基坑支護施工提供借鑒。

參考文獻

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