论拉森钢板桩在深基坑支护中的应用

论拉森钢板桩在深基坑支护中的应用

李江

鲲鹏建设集团有限公司浙江杭州310052

摘要：拉森钢板桩作为一种新型建材被广泛应用于各种建筑以及施工支护过程中。

在各类临时或永久建筑中都有拉森钢板桩的应用例如：挡土墙、护墙、防波堤、临时扩岸、断流、围堰、沟渠开挖时的挡沙、挡土、挡水等。拉森钢板桩做围堰支护结构能够保证绿色、快速施工，而且施工费用低，是一种既经济又有效的新型施工工艺。

关键词：拉森钢板桩；深基坑

1前言

钢板桩的生产开始于20世纪初的欧洲，并于60年代在欧美等发达国家受到广泛应用。钢板桩主要分为冷弯薄壁轻型和热轧型两种类型，总的来说钢板桩具有承载力强，自身结构轻，水密性好，耐久性好等特点。钢板桩构成的连续墙体具有很高的强度与刚性；钢板桩连接处锁口结合紧密，可自然防渗；钢板桩施工简便，能适应不同的地质情况和土质，可减少基坑开挖土方量，作业占用场地较小；钢板桩视使用环境的差异，寿命最长可长达50年

拉森钢板桩具有适用土层范围广泛，接合紧密、不易漏水、施工便捷快速的优点，常用来作为基坑的止水围护结构。同时拉森钢板桩本身强度高、刚度大，因此能用于较深的基坑支护工程。桩体能够回收利用，经济性较好，但是打入施工噪声及振动仍然较大，在人口密集区建议采用液压锤以避免噪声和对其周围建筑的损害。若施工期间不注意方法，可能导致项目完成后钢板桩无法拔出，降低其经济性。通常拉森钢板桩可采用液压锤、振动锤等打桩机具甚至大型挖掘机压入土体。

2工程概况

本工程为某特色小镇中心道路旁一综合管沟的基坑支护工程。项目平面尺寸为300.0m×80.0m，开挖深度为5.0m。采用YASP-III型拉森钢板桩，水平支撑间距为4.0m，为圆形钢管，见图1。

3施工工艺及要求

3.1拉森钢板桩施工工艺拉森钢板桩施工工艺流程为：施工准备阶段应进行钢板桩的检验，并适时安排打桩设备进场；插打钢板桩；钢板桩封闭后开始土方开挖；根据现场情况进行抽水并在顶端设置水平支撑一道；开挖到设计标高后进行封底；再进行综合管沟主体施工；主体完工后进行土方回填；最后拔除钢板桩。

3.2拉森钢板桩施工中的要求

钢板桩宜采用振动法打桩和拔桩，本工程采用挖掘机加振动锤改装而成的打桩机，由于有截水要求，钢板桩之间应保证锁口紧密；钢板桩打入之前在桩的锁口内涂以黄油混合物油膏、锯末等混合物，以减小插打时的摩阻力，也有加强防渗性能的作用；插打钢板桩的过程中用全站仪测量每根桩的垂直度，发现垂直度大于1%时应及时调整，遵循“插桩正直、倾斜即纠、调整合拢”的原则；拉森钢板桩的拔出过程中采用以下措施：1震打与振拔；2间歇震动；3拔桩起点与顺序合理；如拔除较困难，可先用打拔桩机夹住钢板桩端部振动2min，钢板桩周围的土松动后可减小钢板桩侧摩阻力，再慢慢往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难时，应停止拔桩，先振动2min后再往下振压1.0m，再往上振拔，如此反复几次即可将桩拔出。

4施工过程中出现的问题、原因分析及解决办法

4.1桩体侧倾、靠近基坑周边地面裂缝和基坑底部土体隆起问题

4.1.1现象描述

拉森钢板桩打桩完成后，由于场地限制，开挖土方的设备及运输车辆设置在地面钢板桩桩侧，开挖不久发现桩顶侧倾；靠近基坑周边地面出现少量小裂缝并伴随局部下沉；坑底土隆起。

4.1.2原因分析

由于施工设备及运输车辆在钢板桩侧增加了地面荷载，导致桩顶侧移。本工程钢板桩施工在软土地区，设计的嵌固深度不够，因而基坑外地面下沉。基坑底部土体隆起是管涌的表现。

4.1.3防治措施

施工设备及运输车辆应与基坑保留一定距离，如无法避开，则设计时应该考虑该项荷载，增加桩的嵌固深度。钢板桩嵌固深度必须由计算确定，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—1999）中相关规定执行。一般拉森钢板桩施工时，四周有钢板桩支护，基底水压较大，为更好地防水，基底可采取压密注浆配合，其厚度视土质而定。如施工期间地下水位较高，可以进行轻型井点降水配合施工。

4.2钢板桩的渗水、漏水问题

4.2.1现象描述：开挖完成后，拉森钢板桩桩身出现渗水、漏水的现象。

4.2.2原因分析

工程所用部分拉森钢板桩为旧桩，使用前未进行校正、修理或检修不彻底，导致锁水处咬合不好。钢板桩打设过程中相邻板桩的锁扣插对不严密，以致接缝处漏水。转角桩未实现封闭。

4.2.3预防措施

旧钢板桩在打设前需进行矫正。严格控制施工过程中桩体的垂直度，做好围檩支架，以保证钢板桩垂直打入和桩墙面平直。为防止钢板桩锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。针对此类问题建议采用轴线封闭法施工。转角处采用特殊形式的转角桩，有利于转角处的封闭。

4.3钢板桩的回收问题

4.3.1现象描述

回填完成钢板桩拔出后基坑外半幅路面肉眼可见沉陷，测量显示较拔出前沉陷38~56cm；路基表面顺管沟向出现张裂裂缝，缝宽2~4cm，缝间距约3m，影响范围约30m；拔出的拉森钢板桩带出大量泥土，

4.3.2原因分析

拔出时的注射器负压效应导致桩体带出大量泥土，出现沉陷与裂缝。

4.3.3解决办法

建议在拉森钢板桩桩身焊一根注浆钢管，随桩体一起压入土层，拔出时施压注浆，既能消除负压，还可填塞桩体留出的空隙，压密松散的回填土，防止土层形变。同时在桩体压入时注入泥浆，还可以减小阻力，方便打桩。

5建议

（1）方案阶段应结合现场的实际情况考虑施工完毕拔出的可操作性，如施工完毕后不能拔出桩体回收，则应重新评估拉森钢板桩的经济性。

（2）插打拉森钢板桩的过程非常关键，建议全程采用全站仪测量每根桩的垂直度，发现问题，及时采取措施纠偏。

（3）钢板桩施工完成后仍应严格监测钢板桩支护结构的沉降、变形及基坑的稳定情况，根据监测结果调整基坑混凝土封底施工方式，合理安排余下工作，可节省投资、节约工期。

6总结

（1）基坑支护工程是随着对地下空间的不断利用开发而发展起来的一项施工技术，它涉及众多学科与工艺，具有很强的地区特点。上海、宁波等地区作为典型的软土地区，基坑支护工程形成了自有的特点。随着新技术、新工艺的出现，基坑工程仍将继续不断发展、完善。

（2）从厂房基础、设备基础工程选用拉森钢板桩作为深基础支护结构应用的实际效果来看，使用钢板桩做基坑围护，具有施工进度快、安全、占地空间小等优点。此外，钢板桩可以重复使用，节省投资。

（3）采用钢板桩围护截渗和基底压密注浆封底，使基坑能迅速挖至预定高程，基坑面经处理后，即可浇筑底板的混凝土垫层，从而为下一阶段的施工创造了有利条件，不仅提高了工程进度，而且受雨季的影响较小，保证了整个工程的顺利进行。

（4）采用钢板桩支护，对周围环境影响较小。钢板桩施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，且现场整洁。

参考文献

[1]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社,1998.

[2]余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社,1997.