一种可回收装配式支护桩的应用实例分析

一种可回收装配式支护桩的应用实例分析

张新瑞

杭州市上城区彭埠街道办事处 浙江杭州 310000

摘 要：通过基坑工程实例分析，介绍HU工法桩的构造设计，分析了可回收装配式支护体系的安全经济性，及推广的社会意义。

关键词：可回收装配式支护体系 HU工法桩 H型钢 拉森钢板桩 基坑支护

0 引言

HU工法桩，又称HU复合型钢板桩，是一种基于拉森钢板桩的新型支护桩工艺，采用H型钢和U型钢板桩（拉森钢板桩）组合形式的可回收装配式支护桩,该工艺利用拉森钢板桩结构形成有效止水墙，在钢板之间插入H型钢作为高强度支护桩。该可回收装配式支护桩利用了当前市场常用的两种钢板桩组合，具有取材方便、施工工艺简单成熟、速度快，可100%回收的市场优势，是一种安全经济合理的支护桩。该支护桩已成功应用于绍兴某工程实践，本文通过该工程中HU工法桩的应用分析，为类似工程提供参考经验。

1 工程概况

该工程基坑开挖最大深度8.8m；基坑周边主要为待建无地下室部分建筑物，基坑开挖须保护周边基础桩；场地工程地质条件：①素填土，松散，层厚约1.5米；②砂质粉土，稍密～中密，层厚约6.5米；③淤泥质粘土，流塑，层厚约14.0米，坑底处于该层土；④粘质粉土，中密，层厚约3.0米；⑤粘土，硬可塑，层厚约5米。

2 工程特点与重难点

1）基坑开挖深度相对较深；2）基坑周边无已建的建（构）筑物，环境相对较好，但应考虑保护周边待建建筑物的基础桩；3）场地开挖深度影响范围内地层条件较为复杂，上部砂质粉土层渗透性好，透水层层厚较小约6.5m，地下水降止排处理是本工程重难点之一，基坑底处于较深的淤泥质土层，对基坑整体问题较为不利； 4）本工程总工期紧张，按照先深后浅的施工顺序，基坑工程快慢直接影响着整个项目的进度，基坑开挖及基础施工时间要求在三个月之内完成是本工程的难点。

3支护方案分析：

3.1支护结构选型分析

1）考虑基坑开挖深度及保护周边无地下室部分的基础桩（预制方桩），支护体系选型首选排桩支护体系；支护体系应有较大强度和刚度，确保施工现场安全；2）基坑形状呈较规则的长方形，可设置内支撑或预应力锚索有效控制基坑变形。3）场地存在渗透系数较大的砂质粉土层，应采用止水效果好的支护体系，并于基坑内外采取有效降水措施；坑底处于淤泥质土层，对基坑整体稳定甚为不利 4）为加速整个工程进度，支护体系以速度快时间短为首选。

3.2支护设计方案

1）支护结构为100%可回收的装配式支护体系：主要采用HU工法桩（支护桩）结合一道预应力型钢支撑的支护形式；支护桩HU工法桩采用H700×300×13×24型钢+SP-IV拉森钢板桩组合形式，围檩采用H400×400×13×21型钢围檩，支撑采用H400×400×13×21型钢组合式支撑，立柱采用H350×350×12×19型钢。

2）HU工法桩设计：作为受力结构考虑的H型钢刚度、长度及间距须满足稳定性计算、变形计算要求，该工程采用H700×300×13×24型钢，桩长20m，桩间距0.82m，桩顶标高设置于地面下3.5m，桩底进入④粘质粉土层约1.5m；作为止水帷幕的SP-IV拉森钢板桩，采用止口施工形式，桩长12m。

3）HU工法桩结构构造详见图1.

图1 HU组合工法桩构造示意图

4）型钢围檩及型钢组合支撑采用H400×400×13×21型钢，型钢围檩与支护桩连接详见图2，型钢支撑与支护桩连接节点详见图3。

5）基坑降水方案：开挖深度范围内有约6.5m粉土层，透水层层厚小，如采用自流深井降水，单口降水井影响半径小，经过经济性对比，采用坑外一级轻型井点降水（L6m@1m）及坑内自流深井作为疏干井的降水方案。

图2 围檩与支护桩连接构造示意图

图3 支撑与支护桩连接示意图

3.3 H型钢设计参数表

3.4 HU工法桩施工要求

1）基坑施工过程：平整场地→放设定位线→开挖围护桩沟槽→施打拉森钢板桩→施打H型钢板桩→安装围檩→安装型钢组合支撑→基坑开挖。

2）HU工法桩施工要求：（1）采用专业机械打设，采用屏风式打入法；（2）H700型钢焊接宜采用剖口焊接，单根焊接接头不宜超过2个，焊接位置应避开弯矩最大处；（3）孔位放样误差小于2.0cm，桩身垂直度要求不大于L/200L（L为桩长）；H型钢桩须控制下沉速度，一般为1m/min.

4 可回收装配式支护结构在基坑工程中应用的意义

1）HU工法桩通过拉森钢板桩锁扣结构止水，更高强度H型钢解决较深基坑中围护桩桩身受力大问题，其无需水泥土桩的施工与养护，简化了施工过程，降低了施工噪音，减少了不可回收的混凝土的使用，结合钢围檩、钢支撑组成100%可回收的装配式支护体系，具备巨大的绿色环保意义；2）HU工法桩施工机械小，在狭小的空间里可顺利施工，尤其适合建筑物密集的地区；3）装配式支护体系施工速度快，HU工法桩随打随安装钢围檩及钢支撑，随即开挖土方，无养护期，在最大程度上缩短了工程的时间成本；因其造价由施工费和使用时间（租赁费）来组成，节约时间即达到节约工程造价的目的，在一层地下室的基坑工程中具有较大的经济优势；4）可回收装配式支护体系将一个基坑工程的材料损耗近乎降为零，极大地节约了社会资源，值得进一步深化推广。

参考文献：

[1] JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规范[S] [2] DB 33/T 1142-2017基坑工程装配式型钢组合支撑应用技术规程 [S]