马练营污水站拉森钢板桩支护工程实例

(山西省第五建筑工程公司，山西太原 030006)

1 工程概况

本工程为小店区黄陵乡马练营村预制化粪池罐基坑开挖支护工程，该化粪池计划放入3个串联的预制化粪池罐，每个罐长度约为9.0 m，罐体直径为3.0 m，整个基坑开挖长度为30 m，基坑宽5 m，由于前期施工管线限制，本次基坑开挖深度需达到±0.00以下－8.0 m。为保证本次基坑开挖安全，整体拟采用长度12 m的拉森钢板桩进行支护兼作止水帷幕，拉森钢板桩工艺可以很好的结合在一起并能拔出重复利用，同时具有挡土和止水幕墙作用。另外，在本次基坑开挖南侧约6.0 m远处有一排小平房和一座单层厂房，为保证房子安全，考虑单独在基坑南侧另增加深层水泥搅拌桩和H型钢进行支护加固处理。

2 地质概况

根据区域地质报告，自上而下土层分布为:

1)表层为杂填土，该层土层厚度约1.5 m。

2)次层为粉质粘土(见图1)。

图1 地质示意图

3 拉森钢板桩机选择原则

除满足一定作业半径范围外，还要满足吊车的实际起吊量。

即:振动锤重+钢板桩自重+振动锤激振力。

4 拉森钢板桩支护设计

拉森钢板桩工艺能通过钢板桩两侧自身锁扣互相紧密的咬合在一起而形成一道密封性非常好的桩墙，整体性非常好，从而提高了钢板桩的支护强度和止水能力，另外就是钢板桩的施工工艺简单，施工速度非常快，并且没有龄期限制，打完钢板桩后就能马上开挖，基坑回填后可以将拉森钢板桩拔出进行重复利用，能降低工程造价。针对该工程实际特点，本次拉森钢板桩支护设计如下:

1)拉森钢板桩桩长均为12 m，基坑周围考虑全部用拉森钢板桩封闭起来。

2)为确保基坑开挖安全，拉森钢板桩施工完成后，在基坑开挖过程中应在基坑内设置临时围檩支撑系统，共设置两道，分别设置在－2.0 m和－4.5 m标高位置，围檩采用H350×350型钢，支撑采用H400×400型钢，支撑分为固定支撑和活动支撑，其中固定支撑布置在两个相邻化粪池罐端头，活动支撑布置在每个化粪池罐中间。

3)在基坑外北侧增加3处锚桩，锚桩与支护桩之间采用双股15 mm的钢丝绳拉结，锚桩也采用12 m长的拉森钢板桩，锚桩应离开支护桩约7.5 m。

4)在基坑外南侧增加2排直径500 mm水泥搅拌桩和1排H350×350型钢间距2.5 m进行支护加固处理，其中搅拌桩桩长12 m，型钢桩长6.0 m，具体见图2。

图2 预制化粪池基坑拉森钢板桩支护平面示意图

5 拉森钢板桩施工

5.1 测量放线

钢板桩测量应按照设计图，在施工现场依据测量控制点进行。桩位放样误差9 mm，桩位允许偏差应符合表1的规定。

表1 桩位允许偏差

5.2 拉森钢板桩施工的顺序

根据施工图及高程放设沉桩定位线→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→基坑南侧水泥搅拌桩施工→基坑南侧型钢桩施工→基坑北侧锚桩施工→挖土→焊接围檩支撑→放置预制化粪池罐→填土→拔除钢板桩。

5.3 拉森钢板桩的检验

1)钢板桩运到现场后，应进行检查。钢板桩立面应平直，以一块长1.5 m～2 m，锁口符合标准的同型板桩来检查，如锁口不合，应进行修正，合格后再用。

2)对各种缺陷进行矫正，如表面缺陷矫正、端部截面矫正、桩体挠度矫正、桩体扭曲矫正、桩体截面局部变形矫正和锁口变形矫正等。

5.4 拉森钢板桩打设

1)打桩前，可在钢板桩的锁口内涂抹防水层，以便达到更好的止水效果。

2)钢板桩的打设采用单独打入法，施工方法是从板桩的一角开始逐块打设，但每块之间的锁扣要求锁好。这种打入法简便迅速，不需辅助支架。能保证施工质量、止水较好、支护效果较佳。

3)用吊装设备侧面的钢丝绳先吊住钢板桩，吊起后使桩保持竖立垂直，移动振动桩锤，使钢板桩插入振动锤夹具内，然后通过振动桩锤下面的液压夹具卡紧钢板桩，二次起吊，人工扶正找准位置后，依靠振动桩锤产生的巨大激振力，将桩逐步打入地下设计要求位置。

4)在打下一根钢板桩时，桩的锁口要对准，插入后再启动振动锤。在一根桩打入后，应与前一根桩焊牢，避免先打入的钢板桩被后打的桩带入土中。

5)在沉桩过程中，如果由于侧向土压力变化使钢板桩发生偏转时，适当放慢沉桩速度，人工用撬棍向相反的方向进行给力，直到钢板桩位置正确为止时恢复正常速度。

6)如果在沉完桩后发现桩位偏差超过允许值要及时纠偏，必要时拔出重打。

7)为了避免沟槽土方开挖后，侧向土压力将钢板桩挤倒，钢板桩施打完毕后，用双层H350 mm×350 mm×19 mm的工字钢将基槽两侧的钢板桩分别连成整体，位置在桩顶以下2.0 m与4.5 m的地方，用H350×350×19牛腿支撑，将其焊牢，然后每隔9 m用H400×400固定支撑。

8)为保证土方开挖后基坑的安全性，在整体化粪池就位后，每道围檩再用H400×400做两道临时支撑(基坑土方和结构施工期间，对钢板桩支护系统进行动态观测)。

9)钢板桩的转角和封闭:钢板桩的设计水平总长度有时并不是钢板桩标准宽度的整数倍，在打至转角时，先跳打另一边钢板桩，使之与前钢板桩紧密相靠，在钢板桩打完后，在转角处另加两块钢板桩，桩与桩之间相互紧靠，形成第二道防水屏障，同时起到加固转角的作用。

5.5 挖土

1)本次基坑开挖长度达到30 m，计划放置3个预制化粪池罐，为保证基坑安全，应采用分三段并分层开挖方法，每个预制化粪池罐位置划分为一段，先进行一段分层开挖，同时设置围檩和固定支撑系统，等开挖到底放入预制化粪池罐后再进行活动支撑系统设置，等以上工序全部完成后方可开挖下一段。

2)基坑开挖应严格遵循“分段分层开挖和先支撑后开挖”的原则，严禁超挖，并在基坑内进行井点降水保持基坑内无水。

5.6 拉森钢板桩的拔除

1)回填土完成时要拔除钢板桩，首先要拆除锚索与周边的锚桩、支撑。2)拔桩时，钢板桩内外的水位要保持一致。3)拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩，可先用振动锤将钢板桩振下90 mm～300 mm，再与振动锤交替振打、振拔。4)拔桩产生的桩孔及时回填，以减少对邻近建筑物等的影响。方法有振动挤实法和填入法，有时还需在振拔时回灌水，边振边拔并回填砂。

6 质量保证措施

1)钢板桩施工前必须进行选材，对有变形的进行矫正，剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。2)组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3 mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30 mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密，确保基坑施工及邻近建筑物的安全。3)桩打完后应及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行堵缝处理。

7 经验总结

1)施工成桩后，不存在养护期。

2)相邻桩之间通过锁口互相咬合可形成密封性能良好的止水帷幕墙，止水效果好。

3)钢板桩止水帷幕能够降低对空间的要求，施工时具有显著的环保效果，大量减少了取土量和水泥的使用量，有效地保护了土地资源。

4)它可以不受天气条件的制约，适用性好、可以重复使用，符合国家倡导的建设“节能省地型”建筑要求和建筑产业政策，对环境起到了保护作用，具有良好的经济效益和社会效益，真正做到了低碳、环保、节能。

［1］《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［2］江正荣.建筑地基与基础施工手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［3］张伯平，党进谦.土力学与地基基础［M］.西安:西安地图出版社，2001.

［4］刘宗仁.土木工程施工［M］.北京:高等教育出版社，2003.