拉森鋼板樁有諸多優勢,但缺陷也是很明顯的,針對這些缺陷,有必要對拉森鋼板樁進行改良。
1. 樁的拔出:適當的施工工藝,比如間隔樁位拔出即跳拔,放慢拔樁速度即慢拔等,均有助于減輕拉森鋼板樁對土層的擾動。拉森鋼板樁拔除對土層的擾動,主要機理在于兩點,一是拔樁帶泥效應,一是拔樁負壓真空效應。拔出蘿卜帶出泥,筆者在施工實踐中曾經對不同土層中拉森鋼板樁帶出的泥厚度做過測量和統計,結果顯示,樁體每面帶出的泥土厚度大多為鋼板樁厚度的2.5倍,最厚的可達5倍鋼板樁厚度,如現在應用最為普遍的FSP-IV型拉森鋼板樁,其帶出的泥厚兩面最多達15cm,拔樁帶出的泥土方量相當可觀,不容忽視。拔樁負壓真空效應主要發生在海相、湖相淤泥質土、飽和粘土和粉質粘土、飽和粉細砂等土層中,樁體如活塞般從這些滲透性較差的土層中拔起時,在樁體下端形成真空,負壓作用下,樁體周邊土層迅速向樁體留下的空隙處遷移,這些土層通常靈敏度高,在擾動下強度瞬間損失,從而引起周邊地面沉陷、開裂,影響平面通常在2~3倍樁長區域,在江漢平原甚至達到5倍樁長,至于影響程度,筆者錄到的地表最大沉陷達60cm,拔樁的影響范圍之廣、程度之深,可見一斑。當基坑附近有對變形敏感的構(建)筑物時,設計和施工時應該相當重視樁體拔出的不利影響。消除拔樁影響,除了選擇適當的施工措施外,可對拉森鋼板樁進行改良。改良的目的是要及時地填充拔樁時留下的空洞、消除負壓。改良方法:可以在樁身焊一根D30~50的注漿鋼管,鋼管底端可設簡易鴨嘴閥,防止樁體插入時泥土進入堵塞;拉森鋼板樁插打時,可以通過注漿管注水,以減少樁身與土層間摩阻力,方便打入;拔樁時可以通過注漿管注入水泥砂漿(或者通過注漿管吹砂),施加正壓,及時填塞樁體拔出時留下的空隙,壓密被擾動的松散土體,從而減少土體變形。
2. 堅韌土層:當地質條件比較復雜,如軟硬土層互或支護樁持力層強度較高,拉伸鋼板樁需要穿越較硬薄層,或者樁端刺入堅硬持力層時,拉森鋼板樁難以打入,這時可采用引孔的方式進行植樁。引孔的目的是攪軟打碎拉森鋼板樁難以打入的巖土,對于一般硬塑狀黏土,可以采用水泥土攪拌樁、三軸攪拌樁等設備引孔,對于巖層,可以采用螺旋鉆機、潛孔鉆機等設備進行引孔。相對于其他能應對這種復雜地層的樁,如鋼筋砼樁、鋼管樁等樁類支護,雖然增加了引孔施工工藝,拉森鋼板樁支護依然具備較強的經濟性。隨著技術的進步,目前基坑支護行業內已出現能應對各種復雜地質條件的新型拉森鋼板樁靜力植樁機。這種拉森鋼板樁打樁機騎行在鋼板樁上,利用已打好的鋼板樁抗拔力將拉森鋼板樁靜壓入土,噪音很小、定位精準。因為其在成樁上行走,可以在水塘、泥塘中直接施打支護樁,施工環境適應能力強;這種新型打樁機可跟樁送入鉆桿和螺旋鉆頭,鉆頭可鉆動單軸飽和抗壓強度在60MPa內的巖石,鉆頭還配有水刀以對付硬塑狀粘性土。在國內,拉森鋼板樁靜力植樁機還未普及,每延米支護樁施工費用仍居高不下,本文在此僅做簡單介紹,但應該看到,更好地適應復雜的地質條件和逼仄惡劣的施工環境,是拉森鋼板樁改良的方向。
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