鋼板樁支護結(jié)構(gòu)在建筑基坑支護中的應(yīng)用

陳蕓

南通市戴莊建筑安裝工程有限公司 江蘇 南通 226000

引言

在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，建筑業(yè)面臨的競爭越來越激烈，但是建筑業(yè)卻依然興旺，全都是我們不斷加強各方面的建設(shè)，共同努力的成果。鋼板支撐結(jié)構(gòu)是對深基坑和超深基坑支護技術(shù)的一種創(chuàng)新技術(shù)，這種技術(shù)使得建筑工程的施工效率得到了極大的提高，在一定程度上加快了工程的進度，也在保證工程整體質(zhì)量的前提下，使工程結(jié)構(gòu)更加堅固、可靠，是一項非常有效的創(chuàng)新技術(shù)。但是，這種技術(shù)的施工具有一定的難度，使用鋼板支撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)風(fēng)險較大，因此要對其進行技術(shù)關(guān)鍵的掌握，并建立嚴(yán)密的監(jiān)控機制。

1 深基坑支護施工技術(shù)概述

在整個建筑項目中，基坑是最基本的工作，它的好壞直接關(guān)系到建筑的整體質(zhì)量。在基坑工程中，如何確保整個支護的質(zhì)量，確保其安全是一個重要的問題。為保證工程的正常進行，相關(guān)的設(shè)計者應(yīng)制訂與工程實際相適應(yīng)的方案。在施工中應(yīng)用鋼板樁支護技術(shù)，可以節(jié)約施工場地，施工簡便、快速；在實際工程中，它不會受到天氣等環(huán)境因素的影響，而且節(jié)能、環(huán)境友好[1]。

2 工程概況

江蘇萬達(dá)特種軸承有限公司新廠區(qū)工程，位于如皋市東陳鎮(zhèn)雙群村16、17、18、20組地段，本工程包含研發(fā)辦公樓、第二聯(lián)合廠房、第三聯(lián)合廠房、門衛(wèi)及泵房、門衛(wèi)二、第一聯(lián)合廠房及食堂、輔助設(shè)備間、熱處理設(shè)備間共8個單體，項目總建筑面積57797.22m2，是江蘇萬達(dá)特殊軸承有限公司、中機十院國際集團設(shè)計、如皋市巖土測量有限責(zé)任公司、南通方正建設(shè)監(jiān)理、南通市戴莊建筑安裝工程有限公司的總承包。

2.1 綠色建筑工程竣工備案登記資料目錄

2.1.1 公共資料。如皋市綠色建筑竣工備案登記表；綠色建筑項目的設(shè)計審查；施工圖紙審核和驗收證書；建設(shè)單位營業(yè)執(zhí)照，資質(zhì)證書；施工單位營業(yè)執(zhí)照，資質(zhì)證書，安全生產(chǎn)許可證，施工合同；監(jiān)理單位營業(yè)執(zhí)照，資質(zhì)證書，現(xiàn)場見證取樣監(jiān)理證書；預(yù)拌混凝土企業(yè)的營業(yè)執(zhí)照資質(zhì)證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等；預(yù)拌砂漿企業(yè)的營業(yè)執(zhí)照資質(zhì)證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等；

2.1.2 設(shè)計文件。項目總平面圖（加蓋規(guī)劃審批蓋章）；經(jīng)審圖機構(gòu)蓋章的綠色專篇；建筑節(jié)能計算報告書；圖紙會審記錄（設(shè)計交底）；綠色建筑專項工程設(shè)計變更及施工圖變更審查文件；

2.1.3 施工方案和監(jiān)理細(xì)則。綠色建筑節(jié)能工程的施工方案，審核表、施工方案；綠色建筑節(jié)能專項工程監(jiān)理實施細(xì)則。

2.1.4 分戶樓板和分戶墻節(jié)能工程資料。地面隔聲保溫分項工程隱蔽驗收記錄及照片，隔聲保溫材料檢驗報告（見證取樣＼批次）；隔聲保溫材料企業(yè)的營業(yè)執(zhí)照資質(zhì)證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等。分戶墻體隔音隔熱分項目的隱蔽驗收記錄和相片，隔音隔熱材料的檢測報告（現(xiàn)場取樣批）；隔音隔熱材料企業(yè)的營業(yè)執(zhí)照、新產(chǎn)品推廣許可證、型式檢驗報告、如皋注冊、進場檢驗、核查記錄；

2.1.5 電線及暖通、空調(diào)工程資料。電線電纜與照明材料質(zhì)量證明材料及復(fù)試檢測報告；新風(fēng)系統(tǒng)相關(guān)資料；管道系統(tǒng)的緊密性檢查；通風(fēng)空調(diào)節(jié)能材料、設(shè)備質(zhì)量證明及復(fù)驗報告；空調(diào)、供暖、冷熱源、供熱管道的聯(lián)合試運行和試運行記錄；空調(diào)機的漏風(fēng)試驗、設(shè)備節(jié)能試驗報告；

2.1.6 單體建筑檢測資料?，F(xiàn)場熱力性能測試報告，公用建筑應(yīng)逐棟檢查；住宅建筑按10%進行檢測（不同結(jié)構(gòu)體系、不同保溫措施的，要分開進行檢測），室內(nèi)環(huán)境檢測報告（逐棟檢測），噪聲檢測報告（逐棟檢測）；能耗分項計量上傳（政府投資公共建筑、大型公建及二星級以上綠色建筑）回執(zhí)；能效測評報告；綠色建筑標(biāo)識證書；工程綠色節(jié)能保溫的評估（自評）報告（四方蓋章）；單體工程竣工驗收證明。

2.2 基坑支護設(shè)計方案

2.2.1 基坑邊坡支護方案選型。根據(jù)現(xiàn)場支護結(jié)構(gòu)的特點，以及場地周圍的地下地質(zhì)條件，結(jié)合我公司多年的同類工程實踐和成功經(jīng)驗，進行了該基坑的選型和設(shè)計。在不影響工期的前提下，采取拉森鋼管內(nèi)支承鋼板樁支護系統(tǒng)，保證完成一段后即可進行下一步的施工，不會耽誤工期，施工場地土壤為軟黏土，拉森鋼板樁內(nèi)支承組合鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安裝簡便，施工方便，而且可以很好地解決了在施工中出現(xiàn)的坑壁止水問題，克服了其他支護方案存在的缺陷[2]。

3 鋼板支護樁的組成結(jié)構(gòu)及其形式

3.1 鋼板樁支護簡介

鋼板樁具有施工簡便、投資低等特點。其結(jié)構(gòu)包括鋼板樁、錨桿（或內(nèi)錨碇結(jié)構(gòu)、腰梁等）。由于鋼板樁自身的撓度比較大，如果采用適當(dāng)?shù)闹С谢蚶黧w系，將會產(chǎn)生很大的變形。但是，當(dāng)基坑深度超過7m時，除非有多層支承或錨桿，否則不能采用鋼板樁。鋼板樁是一種具有重量輕，強度高，鎖口緊密，施工方便，施工迅速的特點。

3.2 鋼板樁的種類

目前國內(nèi)已有兩種鋼板樁：國產(chǎn)和進口。國內(nèi)的鋼板樁主要有拉森和包型四種。國內(nèi)鋼板樁在施工中的使用環(huán)境較為嚴(yán)苛，在較淺的基礎(chǔ)上采用較多。由于進口鋼板樁具有良好的施工性能和造價優(yōu)勢，在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，日本、美國等國家采用了大量的鋼板樁。日本有拉森Z型、直腹型、H型、組合型等，美國有Z型，拉森型，直腹型等。并根據(jù)不同的施工要求，制造了幾種非標(biāo)型鋼板樁。在設(shè)計施工前，應(yīng)依據(jù)有關(guān)施工手冊和施工經(jīng)驗，結(jié)合地質(zhì)、水文等條件，對鋼板樁的類型進行初步的選擇[3]。

4 鋼板樁支護在建筑工程實踐中的使用特點

在實際施工中，針對該基坑工程的特點，結(jié)合經(jīng)濟、技術(shù)、工期等因素，對鋼板樁的具體選擇進行了優(yōu)選，從項目成本的角度出發(fā)，確定了最佳方案。在大型工程場地中，采用鋼板樁時，需要綜合考慮多種因素。

4.1 鋼板樁的支撐必須符合一定的力學(xué)原則

鋼板樁是一種具有強度高、適應(yīng)性強、結(jié)合緊密、防滲性能好、施工簡單快捷、可多次利用的基坑支護結(jié)構(gòu)。

要達(dá)到這種優(yōu)異的性能，首先要達(dá)到其設(shè)計的內(nèi)力需求。鋼板樁的內(nèi)力分析主要是針對鋼板樁在反彎節(jié)點的受力進行計算，而相應(yīng)的計算則要考慮到鋼板樁在實際施工中的最小埋深，并將其簡化為等直梁，但是需要指出的是，考慮到土壤情況的不確定、多變，在計算時取入土深度時，必須保持一定的余量，而余量要乘以1.2。

4.2 支撐體系自身也要符合一定的力學(xué)規(guī)律

支撐體系的內(nèi)力計算主要是對桁架、柱體（或拉錨體）的內(nèi)力進行分析，而圍檁是由均勻荷載下的連續(xù)梁，按工程力學(xué)及結(jié)構(gòu)力學(xué)有關(guān)的設(shè)計與設(shè)計規(guī)范進行計算與檢驗。

4.3 鋼板樁的支撐體系必須保證其穩(wěn)定

在實際工程中，鋼板樁的穩(wěn)定驗算是基礎(chǔ)工程設(shè)計與計算中的一個關(guān)鍵問題，也是保證整個工程安全、有效地進行的關(guān)鍵。其內(nèi)容主要有兩項：整體穩(wěn)定檢查和局部抗顛覆穩(wěn)定檢查。對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行檢驗，通常是以土層的弧形滑動面來進行，這與斜坡的滑動面計算是不一樣的。在考慮支承的情況下，在考慮支承的情況下，由于支承的設(shè)計和計算已包含了整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定要求，因此，在考慮支承的情況下，可以采用簡單的驗算方法。

5 施工中主要措施及技術(shù)要求

5.1 深基坑施工的檢查

在工程實踐中，對深基坑支護技術(shù)進行了嚴(yán)格的檢測。首先，在開挖之前，承包商應(yīng)組織專門的施工技術(shù)人員，對此項技術(shù)進行專門的檢測。而且，由安全監(jiān)管人員對原料等進行檢驗，確保后續(xù)工程的順利進行。對基坑周邊環(huán)境進行全面的調(diào)查，按照技術(shù)規(guī)范和技術(shù)要求，結(jié)合工程的特點，確保其支護質(zhì)量，各階段的設(shè)計人員都要認(rèn)真負(fù)責(zé)，對其進行各階段的支護是否能夠滿足設(shè)計要求。在安裝時，要有經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員共同組織、協(xié)調(diào)，對發(fā)現(xiàn)的問題進行集中討論，提出改進的辦法，修正下一步的技術(shù)方案，糾正施工工藝上的不規(guī)范，從而防止施工質(zhì)量的問題，從而確保了項目的總體質(zhì)量，推動了施工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.2 基礎(chǔ)鋼支撐結(jié)構(gòu)

地基鋼筋的安裝要考慮到地基的保護與安全。經(jīng)過精確的計算，可以保證基坑的施工安全。根據(jù)計算結(jié)果，在支承槽鋼時，必須采用鋼接頭。由于槽臺鋼在渠道兩側(cè)的雙排鋼板樁上，因此必須確保其穩(wěn)定。

6 內(nèi)支撐施工

6.1 支撐施工方法

支架按鋼架安裝進度安排，原則上應(yīng)貫穿，并在每個支架貫通后立即進行預(yù)應(yīng)力處理。支撐先將支撐安裝標(biāo)高引至已開挖的坑壁，統(tǒng)一標(biāo)高，同一條支承在同一水平面上，以標(biāo)高焊于坑壁托架，然后將支座固定在坑內(nèi)支座上，并及時施以預(yù)應(yīng)力。

6.2 施加預(yù)應(yīng)力

在支撐體系中，使用活絡(luò)頭進行預(yù)應(yīng)力作用。根據(jù)設(shè)計的需要，為了有效地控制支護結(jié)構(gòu)的變形和沉陷，首次支承設(shè)計預(yù)應(yīng)力為150kN，分兩次進行預(yù)應(yīng)力，其中，在單支承貫通時，預(yù)應(yīng)力為30%，第二次支承完全貫通時，預(yù)應(yīng)力為80%。

6.3 單根支撐安裝施工程序

在支撐安裝第一條支撐進行開槽前，應(yīng)按挖溝的次序進行，逐條貫穿支撐，并施加預(yù)應(yīng)力。支撐安裝的注意事項①將鋼架安裝在工作臺上，將其裝配至設(shè)計長度，然后進行裝配。②在承重梁與鋼板樁間留有縫，采用C20砼將接縫填實。

7 鋼板樁施工

7.1 鋼板樁施工要求

7.1.1 鋼板樁在進場之前必須檢查，確保其平整，檢查合格的鋼板樁堆放時不能發(fā)生塌陷、彎曲、撞擊。

7.1.2 對于小型的企口鋼板樁，在打樁前，應(yīng)先將黃油、瀝青或其他封閉的物質(zhì)填充，以保證鋼板樁的整體性能及止水作用；在下一樁與前一樁之間的鋼板樁鎖口必須用套鎖進行檢驗。

7.1.3 拉森鋼板樁是一根一根地打出的，它是由振動打入而成。在施工過程中，首先采用打樁機起重，再用振動錘將鋼板樁的頂端固定。

7.1.4 在進行鋼板樁施工時，必須對樁身進行調(diào)整和平整；首先施工定位樁，再用導(dǎo)軌鋼進行加固；最后的封閉位置應(yīng)采用屏蔽法進行沉樁，如果收口不能合攏而形成開口，則在開口處設(shè)置一個額外的樁頭，并將其緊固在主樁上。

7.1.5 相鄰的兩個鋼板樁的垂直節(jié)點位置應(yīng)該是垂直的，而樁的節(jié)點長度不能大于50%。

8 結(jié)束語

在建設(shè)工程中，由于基坑周圍環(huán)境復(fù)雜，深基坑的開挖和支護越來越困難。鋼板樁在建筑施工中有著無可替代的地位和內(nèi)在的價值，它將逐步得到廣泛的應(yīng)用。