拉森樁支護在污水管道敷設(shè)中的應(yīng)用

隨著城市雨污分流建設(shè)的推進(jìn)，國內(nèi)大中城市紛紛開始實施污水管道的敷設(shè)。（2）水中墩的基坑圍堰采用四道圍檁，最底下的圍檁在混凝土封底后進(jìn)行換撐拆除。對位于河湖漫灘的區(qū)域，由于土質(zhì)條件的限制，污水管道的敷設(shè)只能以明開挖施工。對于管道埋設(shè)深和土質(zhì)條件較差的路段，需采用一定的支護措施才能保證管道的順利敷設(shè)。本文采用拉森樁支護技術(shù)，有效地解決了深溝槽支護帶來的難題。

一、工程概況

本工程為開發(fā)區(qū)污水管道新建工程，區(qū)內(nèi)地形平坦，地面高程（吳淞 ）為6.40m~8.00m，屬長江漫灘地貌單元。沿線地貌單元單一，第四系覆蓋層厚度大。由于特殊情況采取上述的措施仍無法進(jìn)行鋼板樁圍堰合攏時，可以根據(jù)實際情況的需要制作異形鋼板樁進(jìn)行處理。表層為填筑土，其下為第四系新近沉積的亞黏土、淤泥質(zhì)亞黏土、細(xì)砂、粉砂。管道覆土約6m，位于3-1粉砂層中，如果僅進(jìn)行明開挖不輔以支護措施，管道敷設(shè)難度很大。經(jīng)方案比選，管道溝槽采用拉森樁進(jìn)行支護，開挖后溝槽內(nèi)進(jìn)行混凝土硬化并實施井點降水，然后敷設(shè)D1500mm污水管。

二、拉森樁支護設(shè)計

拉森樁是帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼相互連接咬合而形成的連續(xù)鋼板樁墻，用來擋土、擋水，是一種非重力式、柔性的板式支撐形式。常用的截面形式為U形、Z形和直腹板式。

本工程采用U形拉森樁Ⅳ，樁長為15m，寬度為400mm，高度為310mm，厚度為11mm，斷面面積為236cm2/m，樁重量為75kg/m，截面模數(shù)為2037cm3/m。從世界范圍來看，日本在建設(shè)高峰期鋼板樁年用量達(dá)80萬t，2/3是永0久性使用，1/3進(jìn)入租賃市場，鋼板樁成為工具性材料。圍檁采用2H500×200雙拼型鋼，支撐采用D609×16鋼管支撐和H400×400型鋼支撐，鋼支撐端頭設(shè)置厚度不小于10mm的封頭鋼板，端板與支撐桿件滿焊。溝槽底滿堂澆注C30混凝土墊層，溝槽內(nèi)采用管井降水。

鋼板樁管線段施工基坑監(jiān)測

管線工程建立的測量控制網(wǎng)及臨時設(shè)置的基準(zhǔn)點，構(gòu)成鋼板樁施工支護沉降觀測網(wǎng)，定期進(jìn)行變形沉降觀測。

一、水平位移觀測

分別在基線點四個角上設(shè)站，用J2型經(jīng)緯儀觀測四邊網(wǎng)的水平角度(四邊形內(nèi)角)，并與城市的大地控制網(wǎng)三角點聯(lián)測水平夾角，檢查基線點是否發(fā)生位移，在基線點正確無誤的情況下，同時在四角測端上分別以對應(yīng)的相鄰角點定向，并觀測定向基線上各預(yù)埋點的水平位移量初始讀數(shù)。導(dǎo)向架內(nèi)樁體兩側(cè)限位可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，一般只在起始樁位置進(jìn)行始端限位，后續(xù)樁體可通過與前樁扣接作為始端限位。

二、沉降觀測

對基坑邊上的各點及周邊點建立的沉降觀測網(wǎng)的測量，方法為首先自遠(yuǎn)離基坑的城市水準(zhǔn)控制點開始觀測，引測至基坑周圍后，按編定的各點觀測次序依次觀測，后測至另一水準(zhǔn)控制點符合，觀測儀器采用S3型精密水準(zhǔn)儀。

國內(nèi)外熱軋鋼板樁消費現(xiàn)狀

目前，在整個建筑行業(yè)中，我們經(jīng)?？梢砸姷绞褂美瓨妒┕さ墓こ蹋绨侗?、防波堤、護岸、船塢、碼頭、人工島、水、船閘、地下隧道、路堤、擋土墻、防滲墻、地基加固等永0久性工程以及圍堰、基坑圍護等臨時性工程。在計算時，各階段鋼板樁計算長度按等值梁法確定，從主動土壓力與被動土壓力相等的反彎矩截面（即凈土壓力為零或彎矩為零）截斷形成等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩。但是在工程建設(shè)中，冷彎型鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄，大都只是作為應(yīng)用的材料補充，熱軋型鋼板樁直是工程應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。

據(jù)了解，國外熱軋型鋼板樁的消費是：60%用于一次性使用的永0久性結(jié)構(gòu)，約40%%在臨時結(jié)構(gòu)中反復(fù)使用。一個占世界人口四分之一的泱泱大國，鋼板樁的使用量占世界用量的1%，筆者認(rèn)為這也是衡量發(fā)達(dá)與落后的某種指標(biāo)，也是我們工程設(shè)計人員是否與時俱進(jìn)的一個標(biāo)志。由于產(chǎn)品重復(fù)使用業(yè)務(wù)量大，因些，一些專業(yè)經(jīng)營打樁租賃的公司不斷出現(xiàn)，如德國的蒂森克虜伯在德國有13家連鎖經(jīng)營的專業(yè)打樁與租賃公司，基本覆蓋了德國。而在日本專業(yè)經(jīng)營鋼板樁租賃與打樁量超過100萬噸/年，每年周轉(zhuǎn)次數(shù)超過3次（整個應(yīng)用周期按8次攤銷折舊）。除日本外，新加坡與韓國的鋼板樁租賃與打樁業(yè)也十分發(fā)達(dá)。

我國熱軋鋼板樁應(yīng)用尚處于起步階段，與西方發(fā)達(dá)國家相比仍然存在著巨大的差距。為滿足需求，要與設(shè)計、施工、使用方等一起，推廣先進(jìn)的鋼板樁應(yīng)用技術(shù)。鎖口潤滑及防滲措施，對于檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔，并增加鋼板樁在使用時防滲性能。自2009年起，連續(xù)數(shù)年熱軋U型鋼板樁消費量逾20萬噸（目前受內(nèi)外經(jīng)濟大環(huán)境惡劣的拖累，年消費量有所回落）。在熱軋U型鋼板樁市場迅速攀升的同時，Z型、直線型等原先甚少使用的品種也逐漸為我國用戶所認(rèn)識，在一些重大工程中得到了應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，到2012年時，我國熱軋鋼板樁的年消費量已經(jīng)超過50萬噸。