拉森钢板桩在太化基坑支护工程中的应用探讨

吴 文 生

(山西宏厦第一建设有限责任公司，山西 阳泉 045000)

拉森钢板桩在太化基坑支护工程中的应用探讨

吴 文 生

(山西宏厦第一建设有限责任公司，山西 阳泉 045000)

以太化新材料园区工程为例，对工程的水文地质条件进行了分析，确立了钢筋混凝土灌注排桩支护+深层搅拌水泥桩作止水帷幕与拉森钢板桩支护两种基坑支护方案，并对两者作了对比研究，指出拉森钢板桩方案可有效节约成本，缩短施工工期，确保施工安全。

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随着国家现代化建筑的发展，一方面基坑的开挖深度在加深，开挖面积在扩大，另一方面各种软土地基也不断地被开发利用，这就给我们提出了新的基坑支护课题，基坑支护技术是一个综合性的系统工程，这项支护技术关系到土与支护结构的共同作用力情况下土体的力学性能，如强度、变形、稳定。钢板桩支护技术在挡土、挡水，基坑支护等工程中起到了重要作用。这种支护技术具有高效，环保，节能，绿色等特点，而且能够保证安全，具有很好的防水功能，节约支护成本。这里通过太化新材料园区工程实例有效地证明了拉森钢板桩在软土地基施工中的支护作用效果良好。

1 工程实例

1.1 工程概况

阳煤集团太化(搬迁)清徐化工新材料园区45万t/年硝酸，44万t/年硝铵装置项目拟建场区位于清徐县经济开发区内，地形较为平坦，现场区标高在758.1 m左右，该场地地貌单元属于冲、洪积平原。本工程的结构形式为钢筋混凝土水池，水池高度为5.4 m，因地下水位较高，因此采用水池分为地下与地上部分，±0.00=757.7 m(现场地形标高为+0.4 m)，水池基底标高为-3.5 m，实际挖深达3.9 m。

1.2 地质条件

1.2.1 场地地层岩性

在基坑支护设计深度范围内的地基土为第四纪全新统冲洪积层，岩性主要为粉土，自上而下依次为：

第①1层粉土：褐黄色，含云母、氧化物、植物根系等，混有粉质粘土，湿、稍密，具有中等～高压缩性。层底埋深平均3.14 m。

第①2层粉土：褐黄色，含云母、氧化物等，混有大量砂质成分，湿、稍密，具有中等压缩性。层底埋深平均5.16 m。

第①3层粉土：褐黄色，含云母、氧化物等，混有零星砂质成分，湿、稍密，具有中等压缩性。层底埋深平均6.32 m。

第②层粉土：褐黄色，含云母、氧化物等，混有砂质成分，局部夹薄层粉质粘土，湿、稍密～中密，具有中等～高压缩性。层底埋深平均11.11 m。

第③层粉土：褐黄色，含云母、氧化物等，混有砂质成分，局部夹薄层粉质粘土，湿、中密，具有中等～高压缩性。层底埋深平均14.44 m。

1.2.2 各土层物理力学性质指标

基坑开挖深度影响范围内各土层主要物理力学性质指标见表1。

表1 各土层主要物理力学性质指标表

1.2.3 地下水位情况及排水措施

本场地地下水类型属孔隙潜水，水位埋深0.8 m～0.9 m，水位标高756.16 m～756.45 m，地下水以重力水形式存在于孔隙中，径流条件一般。场地地层采用管径400 mm管井法进行降排水。

2 支护方案比较

结合本工程现场施工地质条件、工程造价控制、基坑开挖深度等情况，基坑支护初步确定两种支护方案：一是采用钢筋混凝土灌注排桩支护+深层搅拌水泥桩作止水帷幕；二是采用拉森钢板桩支护。

2.1 方案设计

2.1.1 钢筋混凝土灌注桩+水泥搅拌桩支护

本方案选用钢筋混凝土灌注桩与水泥搅拌桩结合体系支护，既提高了支护结构体系的强度，又增强了止水效果。该方案的围护结构体系是双头搅拌桩做止水帷幕，灌注桩顶设置帽梁，灌注桩有效长度为14 m，水泥搅拌桩为14 m。

2.1.2 拉森钢板桩支护

本方案选用拉森Ⅳ钢板桩支护，围檩和横撑采用400×400H型钢。由钢板桩入土深度不小于桩长的1/3等原则，选用桩长12 m。拉森钢板桩加支撑体系进行基坑支护的体系结构，同时还具有封水功能，在基坑四周设置降水井。

2.2 方案比选

2.2.1 优缺点比较

钢筋混凝土排桩+水泥搅拌桩支护方法止水效果比较好，且施工方便快捷，可以进行机械大开挖，有利于提高施工进度；但是灌注桩与水泥搅拌桩的施工周期较长，且在涌水较大的软土地区易发生质量问题使桩变形，从而影响桩的强度；灌注桩中的钢筋是不可回收的。

拉森钢板桩支护方法，适用于浅水区域的软土地基施工，具有很好的封水及挡土的功能。钢板桩设置支撑的这种结构的受力体系大大增强了钢板桩的稳定性。这种支护结构最大的优点是其施工工艺成熟，可再回收利用，具有止水性好、施工周期短、抗侧压力强、可再回收利用、环保耐用等突出特点。

2.2.2 成本比较

经本工程的应用预算可知，拉森钢板桩方案造价最低，灌注桩加搅拌桩方案造价较高；拉森钢板桩还可以重复利用，且较为环保耐用，施工周期相对其他支护方案也是最短的，因此从工程成本节约方面考虑是最佳选择。

3 施工控制

1)确定施工范围：开挖范围为设计基础底边线向外扩大1.5 m～2.0 m。

2)清障：支护区域表层土进行清理，一般清理厚度约为2 m～2.5 m，清理表层部分必须挖平，并设置排水井，尽可能的将地表水抽走。

3)测量控制：根据设计要求，进行定位及测设钢板桩轴线，安装钢板桩导向梁或挖设沉桩导向沟，打设12 m拉森钢板桩。

4)机械设备：采用小型打拔桩机，此款打拔桩机主要配备在150 t小型挖掘机上，液压振动锤作为沉桩动力。土方开挖深坑部分采用150 t小型挖掘机，这样的机械设备符合节约成本的要求。

5)桩体施工：钢板桩支护必须按照设计要求，各种参数必须符合要求，如桩的长度、位置、垂直度、标高等。桩体位置偏差，轴线均不宜超过50 mm，垂直度偏差不宜大于1%。围檩距钢板桩顶0.5 m处，注意围檩与钢板桩焊接要紧密，因开挖深度为3.9 m，在做好钢围檩后，可一次性开挖到底。

6)基坑施工监测：基坑支护完成后采用水准仪和经纬仪进行监测，监测点应布设在钢板桩的顶部，测量开始对布设的基准点进行2次起始测量，要求基准点数据准确，达到减小误差的目的。基坑监测按照基坑内土体开挖的进度部署，直到基坑全部回填后，钢板桩拔桩完毕。

7)钢板桩的拔除：基槽回填施工完成后，即可拔除钢板桩。拔除钢板桩时宜用振动锤，拔桩顺序为：先打后拔、后打先拔。并尽量减少拔桩时所带上来的土，拔出土体会直接影响到基坑周边土体的稳定性。

4 结语

随着现代经济的不断发展，各种建筑类型也越来越多，拉森钢板桩的应用也明显增多，且在基坑支护中越来越显得重要。通过太化新材料园区拉森钢板桩支护工程实例的应用得到了几点值得借鉴的经验：1)采用拉森钢板桩支护，对周围环境影响较小，施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，而且现场整洁；2)拉森钢板桩可重复利用，节约钢材;3)拉森钢板桩支护，可以准确地根据建筑结构形式的宽度进行控制，防止超挖和塌方，减少开挖工程量，从而达到节约费用的目的;4)基坑开挖及粗破碎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，保证基坑安全。

[1] 刘俊岩.深基坑支护工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[2] 李光辉.拉森钢板桩在基坑支护中的应用[J].公路与汽运，2008(1)：39-41.

[3] 常敏基，刘月栋.钢板桩在深基坑支护中的设计与应用[J].科技风，2010(4)：65-66.

[4] 许开成，袁志华.钢板桩在基坑支护中的应用[J].江西建材，2000(4)：11-12.

The application discussion of Larsen steel sheet pile in Taihua foundation pit support engineering

WU Wen-sheng

(ShanxiHongxiaFirstConstructionLimitedLiabilityCompany,Yangquan045000,China)

Taking the Taihua new materials industrial park project as an example, this paper analyzed the engineering hydrogeology condition, determined two foundation pit support schemes making reinforced concrete bored piles support + deep mixing cement pile as water curtain and Larssen steel sheet pile support, and made comparative research on both, pointed out that Larsen steel sheet pile scheme could effectively save cost, shorten construction period, ensured the construction safety.

Larsen steel sheet pile, foundation pit support, scheme, comparison

2014-07-10

吴文生(1964- )，男，工程师

1009-6825(2014)27-0076-02

TU463

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