珠海竹银水源工程四溢涌钢板桩支护技术的应用
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摘要：结合珠海竹银水源工程供水管线四溢涌过河管道施工采用钢板桩支护技术的工程实例，阐述了在淤泥地质条件下应注意的问题，以供类似工程施工借鉴。
关键词：钢板桩支护； 水源工程
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
钢板桩支护施工是软地质条件下管道施工基坑支护的主要方法之一，目前在市政工程基础开挖施工中已广泛运用。本文结合珠海竹银水源工程供水管线中四溢涌的钢板桩支护工程，作一介绍。
1.工程概况
珠海竹银水源工程为抵制咸潮入侵，保证珠海澳门供水安全而新建，其供水管线一条DN2400mm的倒虹吸沉管在四溢涌穿越，倒虹吸沉管为钢管。四溢涌为一排水小河涌，宽4.8米，和西江连接处的防汛堤上修有一防汛排水泵站,河涌基底为淤泥，在设计标高上已经采用水泥搅拌桩进行基础处理。为不影响防汛排水，综合比较几个方案后，决定采用钢板桩对其开挖的基坑进行支护。
2.钢板桩支护方案的确定
在确定钢板桩的设计方案时,需要注意施工周围环境的各种地质情况。如地下水位、地表水、土质参数等。施工涉及的内容包括:围护结构、支撑体系、挖土方案、换撑措施、降水方案和地基加固方案等。在施工所涉及的各方面的内容是互相关联的,必须综合考虑。支护方案应首先考虑安全,其次是经济。
通过初步设计计算和专家论证，珠海竹银水源工程四溢涌倒虹吸管施工基坑支护采用12m拉森Ⅴ型钢板桩、三层支撑、φ300×10和φ400×10钢管支承杆和300*300的H型钢围囹和配2I36a工字钢围囹能满足安全要求，确保管道施工中的安全。
3.钢板桩的施工
3.1钢板桩施工的一般要求
(1)钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基坑开挖施工。
(2)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置；各周边尺寸尽量符合板桩模数。
(3)整个基础施工期间，在挖土、吊供水钢管、回填碎石等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
3.2钢板桩施工的顺序
钢板桩施工的主要顺序:根据施工图及高程放设沉桩定位线实施表层回填土剥离根据定位线控设沉桩导向槽整修平整施工机械行走道路沉设围护桩将围护桩送至指定标高挖土至-1.5焊接第一层围囹和支撑挖土至-3.0焊接第二层围囹和支撑挖土至-5.65焊接第三层围囹和支撑回填侧坡土回填中粗砂垫层输水钢管施工输水钢管打压试验回填块石掺碎石回填0.5m厚块石回填上平段粘土拔除钢板桩。
3.3钢板桩的检验、吊装、堆放（常规方法，此处略过）
3.4导向架的安装
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2．5～3．5m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。
安装导向架时应注意以下几点：
(1)采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
(2)导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。
(3)导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。
(4)导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
3.5钢板桩打设
钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。
根据现场施工条件，采用单独打入法。
此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。
(1)先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线，在轴向法向要求搞的情况下，采用导向架。
(2)准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。
(3)单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。
(4)在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。
3.6挖土
钢板桩施工完成后进行基坑内的土方开挖，在土方开挖过程中分层对钢板桩支撑,加强钢板桩承受外侧的土压力,主要的施工方法如下:
(1)土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖，土方开挖至板桩顶以下1米处，进行围囹支撑施工。
(2)围囹制做安装：围囹及支撑设置在板桩墙顶以下0.5米处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围囹托架，然后吊装H型钢围檩并焊接加固。
(3)土方开挖前在基坑外进行井坑降水，保持基坑内无水，便于挖土，机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。
(4)基坑周边（约一倍桩长）范围内严禁堆载。
(5)地面及坑内设排水措施。
(6)开挖过程中注意支护体系的变形观察。
(7)基坑内作业时，有专职安全员负责。
(8)在基坑开挖过程中需要注意的问题：
由于工程在地下水位很高的软土地基中施工，所以钢板桩的垂直度及搭接就十分重要，当钢板桩未贴靠在围囹上部分，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围囹及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。
其次是挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应，有效地控制围护体系在受力后的变形。施工中切不可超挖和不及时施加支撑，土方施工要求分层均匀高效，以使支护结构处于正常的受力状态。
3.7钢板桩的拔除
基坑回填后，要拔除钢板桩。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间，否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。
先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩。
拔桩时应注意事项：
(1)拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。
(2)振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
(3)对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。
4 结语
钢板桩支护施工与水泥搅拌桩支护及喷锚支护等施工方法相比较，施工工期较短，施工完毕后易拆除、能够重复使用、对周围环境污染少、减少材料消耗等，本工程在淤泥地质条件下的钢板支护桩施工达到了安全、快速和经济的效果，为其它相似工程提供了借鉴。
[1] 许开成,袁志华. 钢板桩在基坑支护中的应用. 江西建材, 2008.
[2] 邹俊峰. 钢板桩深基坑支护的应用. 广东水利水电, 2007.
[3] 高慧勤. 钢板桩在某基坑支护中的应用. 中外建筑, 2007.
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