桩底注浆型拉森钢板桩止水帷幕施工工法.docx

桩底注浆型拉森钢板桩截水帷幕施工工法1.前言拉森钢板桩（LassenSteelSheetPile）是香港建筑工程广泛采用的一种截水帷幕，由于经济快速发展，在内地地区也越来越多地采用此工艺，其多用于大型基坑、围堰、沟渠开挖时的临时支护工程。该类型桩体构件间相互锁扣，截水效果突出，可以充分起到挡水、挡土及控制周边沉降的作用，具有施工速度快、绿色环保、质量好等优点。在地质条件欠佳等不利条件下，结合预钻孔（Pre-bore）和桩底注浆（ToeGrout）的工艺，可进一步提高结构的可靠性。本文结合该工法在工程实例中的应用情况，对桩底注浆型拉森钢板桩的施工工艺进行了系统归纳，对工程中的重点、难点进行了分析总结，为今后在香港及其他地区进行类似的工程提供技术借鉴。2.工法特点及难点2.1主要特点拉森钢板桩在支护工程中具有高质量、高强度、轻质、截水性能良好等特点，且在施工过程中环保效果良好，与排桩及连续墙支护结构相比，取土量和混凝土用量大大降低，避免了对地基土的过度扰动。拉森钢板桩施工通常不需要大型施工设备，可以在工期紧、场地空间受限制的情况下实现快速施工，节约工期。如后期采用钢结构支护，可直接与之进行焊接，施工方便。此外钢板桩截面类型及设计长度可与地质条件及支护结构设计需求灵活适应，并适当结合预钻孔、桩底注浆等辅助工艺实现成桩，适用性十分广泛。2.2主要难点由于拉森钢板桩施工时采用震钳或锤桩机的施打方法，同时钢桩板多为轻质薄壁构件，在施打过程中钢板桩走位及锁扣变形均会影响止水效果，因此桩身定位十分重要，在全过程中应保持垂直，需要工人及机械操作员有较为丰富的经验。此外，在转角位及相邻施工段的拼接位置需谨慎控制钢板桩线形，防止对接位置漏水。在进行化学注浆（桩底注浆中某一阶段）时，需要根据预估的注浆时间来确定施工配合比，以控制浆体在注浆至指定压力或流量后的凝结时间，避免因为凝结过快造成注浆通路阻塞，影响注浆效果，或凝结时间太长而不能达到加固、止水的目的。因此，该项工艺要求工人有较高的熟练程度，需要操作工人之间有很好的配合，在施工中应严格通过试验的方法来确定配合比，在浆体配制过程中需要随时检查，并在凝结前及时清洗注浆设备，防止堵塞管道。3.适用范围本工法适用于常规的拉森钢板桩施工，更适用于在不良地质条件下桩底注浆的拉森钢板桩施工，对于大型基坑开挖、围堰施工及沟渠开挖的截水帷幕及支护工程都具有较为普遍的适用性。4.工艺原理拉森钢板桩是带锁口的高强度钢材，依靠锁口互相咬合形成封闭的钢板桩墙，可用于挡水及挡土工程，适合于在水中及地下水位以下位置防渗及提供支护。钢板桩的截面形状通常为U形，其特点是强度高，且抗弯性能更为突出，钢板间锁口结合紧密，不易漏水。本工法所阐述的拉森钢板桩属于锤击桩，通过震钳或锤桩机将钢板构件施打至指定深度，此外，在遇到地下坚硬岩石或其他障碍物时，可结合预钻孔工艺，以保证钢板桩能够顺利施打。在填海或淤积等不良地质条件下，由于地层致密无胶结，稳定性差，对钢板桩的锚固强度不足，通常采用桩底注浆以进行辅助。普通水泥浆由于颗粒较大，仅依靠其单一作用不能对此类地质进行充分加固。因此，本工法通过小导管注浆技术，采用普通水泥浆及化学水泥浆（水玻璃超细水泥浆）相结合的方法，把浆体通过小导管按一定的扩散半径及加固范围注入到钢板桩周边的地层中，扩散凝胶并使其固结，从而达到加固和防水的目的。浆体凝结、硬化后既增大了钢板桩的锚固强度，又延长了地下水的渗流路径，二者形成组合止水帷幕。5.工艺流程自钢板桩放线定位至成桩的施工流程如图1所示，其中包括施打闸板桩、预钻孔及桩底注浆三个分部工序，以下对各工序主要环节的操作方法、工艺流程及施工标准进行详细介绍。图1施工流程示意图5.1钢板桩施打工序5.1.1测设定位及地下设施探测根据钢板桩总平面图使用全站仪对钢板桩的平面基点进行定点测设，并在施打前对槽线进行复测（图2）。钢板桩施打过程中任何方向与测设基线偏差不得大于15mm。在开始施打前7日应由工程师选择在相应位置做浅探井（TrialPit）探测地下设施（图3），如水管、煤气管道、电缆、通信光纤等，明确各类设施与钢板桩线位的距离，评估施工影响，必要时应提前安排临时固定或改线，以确保施工安全。挖掘措施应符合相应安全要求。图2槽线复测图3浅探井5.1.2钢板桩施打使用高频震钳对钢板桩进行施打，施打过程中，应在钢板桩的两侧摆放围檩导梁以确保线位准确（图4），导梁通常采用刚度较大的工字型钢。钢板桩任何方向的垂直误差不得大于2.5‰，对于端头位、转角位及基准桩其垂直误差不得大于2‰，钢板桩每贯入1m应用水平尺进行一次检测，当发现超出容许误差时应拔出重打。此外，在钢板桩表面每间隔1m用油漆注明相应贯入深度标识及钢板桩节数（图5）。图4围檩导梁图5深度标尺在施打时应控制噪音、振动及周边