拉森钢板桩支护施工方法

乔全福

随着我国城乡建设的发展,人民生活水平的不断提高,对新的施工工艺也提出了新的要求,而旧城区的地下管线、临边沟道错综复杂,临边的建筑物基础结构参差不齐。为了防止基坑开挖的塌方,减少对周围建筑物的破坏,对不同地形、地质特点可以采用不同的施工方法。

1 工程概况

太钢自备电厂改造工程与周边供水厂相邻,其中化水工段水箱基础、浓盐水池与供水厂排污沟相邻且最近距离为3 m,该基础开挖深度大部分在3 m左右,最深达5 m,根据工程地质分析,地下水埋藏深度在2.0 m～2.5 m之间,槽壁开挖范围主要为人工填土和淤泥,而槽底则基本位于淤泥中。因此,若处理不当,将无法保证两侧的稳定,引起整体滑坡、基底隆起等严重后果,开挖前必须进行可靠而有效的基坑支护处理。针对本工程的地质特点,采用拉森U形Ⅲ号钢板桩支撑支护方案进行施工,钢板桩采用连续施打,在打完钢板桩之后,在钢板桩顶以下1.0 m处设置一道槽钢围檩内支撑,保证支护不会倾覆。基坑开挖期间可通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制,充分保证基坑安全。

2 钢板桩施工工序及施工方法

本工程基坑支护采用6 m～12 m钢板桩配合内支撑进行支护,钢板桩施打深度根据基础的不同而变化,在水箱基础周边采用钢板桩施打深度为6 m～9 m,在浓盐水池基础周边采用钢板桩施打深度为12 m。施工机械采用40 t履带吊车,配合振动锤及200 kW专用(三相220 V)发电机施工。用振动锤打入拉森U形Ⅲ号钢板桩作为围护结构,桩长6 m～12 m,支撑体系采用[12槽钢水平内支撑,位置距钢板桩顶以下1.0 m。内支撑与钢板桩之间连接处设[12槽钢围檩,全部采用焊接固定。考虑到钢板桩较长,在施打中,钢板桩容易向一边倾斜,由于倾斜误差积累不易纠正,难以控制钢板桩墙的平直度,所以钢板桩施工拟采用屏风式打入法。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高,易于实现封闭合龙。

1)钢板桩施工的顺序。钢板桩位置的定位放线→挖沟槽→安装导梁→施打钢板桩→拆除导架→挖土→基础施工→回填石屑→拔除钢板桩。

2)导架的安装。为了保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打入精度,防止板桩的屈曲、变形和提高桩的贯入能力,需要设置一定刚度的导架。本工程导架采用导梁25工字钢和围檩[12槽钢等组成,全站仪控制和调整导梁的位置。导梁的位置应尽量垂直,并不能与钢板桩碰撞。

3)钢板桩施打。a.打桩前,一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护中心线。b.钢板桩矫正、除泥、除锈,在吊机配合下,使用千斤顶、大锤和氧气、乙炔等工具、材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。按设计长度拼接钢板桩：在吊机配合下,在工厂或工地现场设置平台,将待拼接桩段固定于同一轴线,然后采用鱼尾板焊接法接桩至设计桩长。c.在钢板桩的锁扣内涂油脂,以方便打入。d.钢板桩施打采用屏风式打入法施工：施工时,将10根～20根钢板桩成排插入导架内,使它呈屏风状,然后再施打。为达到基坑支护规范要求的各项标准,并按施工图要求,施工机械采用40 t履带吊车,配合振动锤及200 kW专用(三相220 V)发电机施工,严格控制垂直度,将钢板桩打平基槽地面。打入桩后,及时对桩体进行闭水性检查,对漏水处进行焊接补缝,每天派专人检查桩体。

4)土方开挖至板桩顶以下1 m处,进行围檩、支撑施工。

5)土方开挖至基底,浓盐水池及水箱基础主体施工及石屑回填。

6)围檩及支撑拆除。

3 心得体会

1)在深槽区5 m的基坑开挖中,采用钢板桩支护,可以保证两侧的稳定,避免引起整体滑坡、基底隆起等严重后果,有效地消除安全隐患。2)采用拉森钢板桩支护,可以准确地根据排污沟结构形式的宽度进行控制,防止超控和塌方,减少开挖的工程量,可以减少恢复原路面的工作量。3)在旧城区主要道路进行深基坑开挖施工,地下管线错综复杂,若采用大开挖的方法,对管线的保护较为困难,万一发生意外,后果不堪设想。采用这种支护方法后,可以起到保护作用,易于地下管线的支护,从而达到节省费用的目的。4)采用钢板桩支护,施工环境较好。机械设备开挖、运输可以靠近基坑边进行,在5 m深的基坑下进行浓盐水池主体结构施工,就有一个安全的条件,工作效率可以大大提高。5)基坑开挖及浓盐水池主体结构施工期间可以通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制,就容易保证基坑安全。

4 结语

拉森钢板桩施工简便,工序简单,质量容易控制,工期短,且现场整洁。另外,钢板桩可以重复使用,节省投资。

[1] 赵 凯.拉森钢板桩在基坑维护中的应用[J].山西建筑,2008,34(35)：128-129.