鋼板樁在泵站出水管頂管井及進(jìn)水箱涵基坑工程施工中的應(yīng)用

吉銳峰

（中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350000）

1 工程概況

本工程在知音大道與琴斷口路交叉口西南側(cè)，布置一座雨水泵站。主要施工項(xiàng)目為新建雨水泵站一座，配套建設(shè)進(jìn)出水管（3DN2 000 mm球墨鑄鐵管）、進(jìn)水相涵、出江消能設(shè)施等。龍陽(yáng)大道與琴臺(tái)大道交叉口，郭茨口地下通道與琴臺(tái)大道之間為頂管施工段（K1+360～K1+892.94），頂管施工包括G13、G15頂管工作井2座，G14頂管接收井1座，3根D2 022×22焊接頂管頂進(jìn)施工，單根平均約601.5 m。

G13、G15工作井采用圓形沉井結(jié)構(gòu)，G14工作井內(nèi)徑為15 m，井壁厚度為700 mm，井體高度為7 m；G15工作井內(nèi)徑為15 m，井壁厚度為800 mm，井體高度為9.9 m；采用井體、后背墻為C30混凝土（5 cm厚），墊層采用C15，鎮(zhèn)墩采用C20，底板抗?jié)B等級(jí)為S6。

主要工程類(lèi)統(tǒng)計(jì)表具體如表1所示。

表1 主要工程量統(tǒng)計(jì)

2 氣象條件

武漢市屬于北半球亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候，常年雨水充沛、日照充足、冬冷夏熱、雨熱同季、四季分明。擬建工程場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)地表水主要分布在附近漢江內(nèi)，漢江水量豐富，水位變幅大，隨著降水的變化而變化，最低水位出現(xiàn)在3月，最高水位出現(xiàn)在7月。最大小時(shí)降雨量為102.1 mm，汛期降雨量占全年的73.6%。多年平均相對(duì)濕度為80%，日平均濕度為83%。工程區(qū)域內(nèi)主要?dú)庀笠厝绫?所示。

表2 武漢市主要?dú)庀笠?/p>

3 “鋼板樁+支撐”方案的優(yōu)勢(shì)

（1）有效解決開(kāi)挖安全隱患多、難度大等問(wèn)題；

（2）施工便捷，可在短時(shí)間內(nèi)高效施工；

（3）空間占用量較小，可給其他工作的開(kāi)展創(chuàng)設(shè)良好的條件；

（4）鋼板樁對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，天氣條件較差，也不會(huì)對(duì)其造成影響；

（5）互換性好，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的修復(fù)后，即可重復(fù)使用。

4 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

4.1 頂管工作井

（1）G13頂管工作井高9 m，計(jì)劃分4次澆筑，2次下沉。①澆筑：第一層高度為2.8 m，第二層高度為2.2 m，第三層高度為2 m，第四層高度為2 m；②下沉：第一次下沉4.5 m，第二次下沉4.5 m。

（2）工作井內(nèi)沿頂管軸線(xiàn)方向，在臨時(shí)后座墻上裝剛性后座，主要為千斤頂、導(dǎo)軌、剛性頂鐵、環(huán)形頂鐵等頂進(jìn)設(shè)備，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下使用。

（3）管內(nèi)供電及井內(nèi)電力配電箱均位于工作井內(nèi)，管內(nèi)測(cè)量起始平臺(tái)安裝在主頂千斤頂之間軸線(xiàn)上，與混凝土底板相連接，與千斤頂支架相分離，以確保頂進(jìn)時(shí)測(cè)量平臺(tái)的穩(wěn)定性。

（4）沿井壁依次安裝1.5寸壓漿管、4寸供水和出泥管、供電、1.5寸供氣管線(xiàn)。井內(nèi)二側(cè)工作平臺(tái)布置配電箱、電焊機(jī)、泥水旁通裝置、后座主頂油泵車(chē)和頂鐵。

（5）管內(nèi)進(jìn)排泥管、壓漿管、供電、通風(fēng)管分別安裝于鋼管左右偏下側(cè)，采用L75×75角鋼支架固定。

（6）管內(nèi)照明采用24 V低壓LED照明燈，每距離8 m布置1只，工作井內(nèi)照明采用高壓水銀燈。施工期間在工作井內(nèi)及管道內(nèi)，應(yīng)配置足量的排水設(shè)備，以保證雨季汛期的管道安全。

4.2 頂管接收井

（1）G14頂管接收井高度6.1 m，計(jì)劃分2次澆筑，1次下沉。澆筑第一層高度為2.8 m，第二層高度為3.3 m。

（2）根據(jù)頂管線(xiàn)路布設(shè)的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，標(biāo)定出井的平面位置、測(cè)定其深度，以指導(dǎo)工作井的開(kāi)挖施工；確定始發(fā)井與接收井的管道中心點(diǎn)，并將其投設(shè)于地面（以下簡(jiǎn)稱(chēng)投點(diǎn)），并進(jìn)行標(biāo)記。投點(diǎn)處于井的邊緣，應(yīng)提前做好投點(diǎn)的支架搭設(shè)與焊接標(biāo)記工作。

（3）頂管機(jī)頂入接收井是一項(xiàng)關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，在頂管未頂入接收井前，應(yīng)先完成接收井施工等待頂管機(jī)的接收。頂管管道接近接收井時(shí)，須先復(fù)測(cè)本段管道的長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)長(zhǎng)度相符，再通過(guò)測(cè)量得知頂管機(jī)出口的具體位置，將接收井工具出洞位置的混凝土護(hù)壁鑿除。如遇地下水豐富時(shí)，使用棉紗堵塞住管和洞口間的空隙，待頂管機(jī)完全出洞后，使用水玻璃或水泥漿壓住止水[1]。

4.3 進(jìn)水箱涵

（1）原地面按1∶3的標(biāo)準(zhǔn)放坡下挖3 m，留6 m寬平臺(tái)，配套I40b工字鋼（按照250 mm的間距依次設(shè)置）、腰梁及支撐，共同組成完整的支護(hù)體系。

（2）嵌固深度為9.4 m，分別取樁頂以下1、5 m兩處，設(shè)置支撐，共兩層，所用材料均為I40b工字鋼。

（3）每跨設(shè)兩處焊接鋼板連接，尺寸與頂管工作井的鋼板一致。

5 鋼板樁施工

5.1 鋼板樁施工路段

施工路段為：琴臺(tái)大道（陽(yáng)光世紀(jì)建材-漢江灣城中村改造）。

5.2 施工順序

準(zhǔn)備工作（根據(jù)施工需求配備質(zhì)量達(dá)標(biāo)的鋼板樁）→鋼板樁打設(shè)→圍檁安裝→支撐安裝→土方開(kāi)挖→箱涵澆筑→土方回填→拔出鋼板樁→鋼板樁灌縫。

5.3 質(zhì)量控制措施

（1）施工前充分落實(shí)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如復(fù)測(cè)場(chǎng)地標(biāo)高，校正水準(zhǔn)儀，在后續(xù)施工中應(yīng)用水準(zhǔn)儀檢測(cè)，及時(shí)掌握鋼板樁的樁頂標(biāo)高，根據(jù)測(cè)量結(jié)果采取控制措施。

（2）打樁到位后，檢測(cè)并調(diào)整樁架的垂直度，直至其呈垂直的狀態(tài)為止。以實(shí)際情況為準(zhǔn)，對(duì)打設(shè)到位的鋼板樁及時(shí)采取加固和防護(hù)措施，避免其在外力作用下出現(xiàn)偏位、變形等現(xiàn)象。

（3）隨著基坑開(kāi)挖進(jìn)程的推進(jìn)，待其達(dá)到支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5 m時(shí)，需立即暫停開(kāi)挖作業(yè)，根據(jù)需求配備支撐，并將其穩(wěn)定設(shè)置在圍檁上。在完成支架的搭設(shè)作業(yè)后，全面檢查支撐，判斷其是否具有穩(wěn)定性，若無(wú)誤則繼續(xù)開(kāi)挖。鋼圍檁安裝的細(xì)節(jié)較多，工作人員應(yīng)加強(qiáng)控制安裝過(guò)程，保證支撐軸向受力的合理性，不可出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，避免出現(xiàn)支撐失穩(wěn)等現(xiàn)象。為了提高施工效率，可采用機(jī)械挖土的方法，應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)挖的姿態(tài)和覆蓋范圍，不可碰撞既有支撐、圍檁等相關(guān)裝置。除此之外，施工過(guò)程中不可存在無(wú)關(guān)的荷載，否則易導(dǎo)致支撐失穩(wěn)。

（4）在鋼支撐安裝中，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)與控制力度，要求平面偏差≤100 mm，標(biāo)高偏差≤30 mm；圍檁施工中，標(biāo)高偏差≤30 mm；經(jīng)檢測(cè)后，確定支撐中心、同層支撐頂面兩處的標(biāo)高，計(jì)算兩者的差值，要求該值≤30 mm；支撐的撓曲度≤1/1 000。

5.4 鋼板樁的拆除

（1）施工設(shè)備選用履帶吊、振動(dòng)錘，以提供振動(dòng)力，打破鋼板樁周邊土體的既有狀態(tài)，降低該處的黏聚力，借助履帶吊提供的吊力進(jìn)行拔樁。

（2）按照順序緩慢拔樁可避免樁體大范圍受損，施工過(guò)程中，先采用打樁機(jī)夾住鋼板樁，對(duì)樁體頂部進(jìn)行1～2 min的持續(xù)性振動(dòng)，經(jīng)此途徑后使鋼板樁周邊的土由相對(duì)固結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)樗蓜?dòng)的狀態(tài)，減小土體對(duì)樁的摩擦力，再以緩慢的速度向上振拔。期間應(yīng)密切關(guān)注樁機(jī)的負(fù)荷，若存在拔樁難度較大的情況，需暫停拔樁，再次振動(dòng)1～2 min，此后將樁體下錘0.5～1 m，再將其向上拔起，按照此方式多次操作后，可將鋼板樁拔出。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在泵站出水管頂管井和進(jìn)水箱涵施工中，均采用鋼板樁結(jié)構(gòu)，可充分發(fā)揮支護(hù)的作用，相較土釘墻、鉆孔樁等方法，其具有擾動(dòng)性小、施工便捷、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)高效等多重應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可在不影響施工質(zhì)量的前提下縮短施工時(shí)間，有利于后續(xù)工作的開(kāi)展。