钢板桩支护在桥梁深基坑施工中的实践分析

张利斌ZHANG Li-bin

（中铁十七局集团有限公司，太原030600）

0 引言

钢板桩支护能够起到挡土和挡水的作用，而且强度较高，质量轻，在现场施工过程中应用较为方便，因此在实际的桥梁深基坑施工过程中有着较为广泛的应用，是较为常用的钢制构件。钢板桩支护的构成部分主要为钢板桩、钢围檩以及其他各种支撑，钢板桩支护工作原理是利用单根插打法进行施工，让振动锤通过上下振动的方式让在钢板桩自身重力以及振动锤冲击力的共同作用下进入到土体之中，使钢板桩能够按照导向桩进行分布。相邻近的钢板桩套嵌锁口构成封闭式的围堰，进而起到良好的支护作用。钢板桩支护的密封性较好，施工较为方便，在开挖深度较大且地下水位稍高的承台基础施工过程中使用可以取得较好的应用效果。

1 钢板桩支护在桥梁深基坑施工中使用特点

1.1 重点对力学性能计算进行对比分析

钢板桩支护是桥梁工程建设中的重点防护措施，需要通过对比力学性能才能够选择更加安全的钢板桩材料，对钢板桩的型号进行明确，具体型式型号按照现场具体条件设置。钢板桩可以在多种不同环境下进行应用，适应性较强，不会透水，施工速度快，在各种工程中都能够进行应用。然而要想真正的发挥钢板桩的作用，必须要对钢板桩的力学性能进行分析，只有其受力能力符合内力设计要求时，才能够促使钢板桩支护达到施工要求。在对钢板桩进行内力分析过程时应当对反弯点位置的受力情况进行有效计算，同时要考虑到冲刷厚度和钢板桩入土的最小深度。分析完毕后进行模型构建，简化成为受力模型，最后进行受力分析和计算。

1.2 支护措施应当满足受力要求

支护措施具体是指围檩内负责支撑工作的构件的实际受力，由围檩内部的各种钢板桩组合成为了支护深基坑的支护体系。基于此，计算时需要对围檩受力情况以及内支撑受力情况进行分析，这是钢板桩支护措施施工过程中极其必要的一点。在模型中可以对围檩进行简化，将其作为连续梁展开计算，同时也需要注意保存安全储备实施校验核对和计算[1]。

1.3 加强钢板桩支护系统稳定性能

对钢板桩支护体系进行稳定性能的验算是实施钢板桩建设过程中最为重要的一个环节，只有加强钢板桩支护系统稳定性能才可以为后续施工的开展提供重要的安全基础。在计算稳定性时应当从两点进行考虑：第一对钢板桩支护系统实施整体验算；第二对局部的抗颠覆稳定性实施计算。前者采取土层圆弧滑动面作为计算模型，和边坡滑移面计算存在一定的差异，应当重点考虑到支撑作用的因素，在考虑该因素之后才能够简化整体稳定性检验便利性。后者是对钢板桩支护系统下方围檩支撑的平衡状态进行评估。

2 钢板桩支护在桥梁深基坑施工中的应用流程和技术要点

钢板桩位置的定位放线—挖沟槽至钢板桩施打面—安装导梁—施打钢板桩—拆除导梁—清理锚杆处高程的土方—挖土—承台施工—拔除钢板桩。

2.1 对钢板桩原材料进行处理

首先，对钢板桩原材料进行检验。钢板桩检验时需要针对材质和外观进行检验，通过对这两方面实施检验之后，可以对不符合要求的钢板桩实施准确矫正，可以降低打桩难度。在进行材质检验的过程中，需要分析钢板桩母材所具备的化学元素，对化学成分进行详细的分析，同时对机械性能实施检查，分析机械性能是否符合支护措施的要求。具体来讲，包括分析钢材化学成分、构件拉伸试验、构件弯曲试验，并对锁口的强度和锁扣延伸率实施试验。技术人员应当保证不同规格的钢板桩都进行拉伸试验和弯曲试验，对各种钢板桩都实施性能评估。每60t 到100t重的钢板桩均需要实施2 种试件试验。

其次，对钢板桩进行吊运。在桥梁深基坑施工过程中对钢板桩进行吊运时可以选择两点吊的方法。当吊运钢板桩的时候，每次需要合理控制钢板桩的根数，根数如果过多会增加安全事故的出现几率，同时也需要注意锁口是否出现损伤的问题。在吊运时可以选择将钢板桩绑成一捆进行吊运，或者选择单根钢板桩进行吊运，如果将钢板桩绑成一捆可以选择钢索作为捆扎材料，如果单根式的吊运则需要选择合适的吊运工具。

最后，选择合理的方法对钢板桩进行堆放。钢板桩在选择堆放地点时应当选择较为平坦的场地，因钢板桩重量较大，因此场地也需要较为坚固。合理的场地能够防止因压重过大造成场地出现变形的问题，并且平坦场地也可以方便后续钢板桩的运输。

2.2 安装导架

在进行钢板桩施工的时候，为了确保轴线处于正确的位置，提升钢板桩打入精准度，需要设置导架，导架应当具备较好的刚度性和坚固性。合理的导架还可以避免钢板桩出现弯曲和变形的现象，并提升钢板桩的贯入能力，导架也被称作为施工围檩。导架可以选择单层双面的规格，具体组成部分包括导梁以及围檩桩，其中围檩桩之间的距离应当控制在2.5m 到3.5m，双面围擦之间的距离可以以板桩墙为标准，需要比板桩墙稍厚，大约超过8mm 到15mm即可，两者之间的距离不能过大[2]。

2.3 钢板桩施打

钢板桩施工效果会影响到后续的止水效果以及安全性，是桥梁深基坑施工过程中最为重要的一个环节之一，因此在施工过程中需要加强各个环节的技术要点。第一，在对钢板桩进行施打的过程中，应当选择履带式挖土机作为施打设备，选择带液压振动模式，在施打前需要对地下的管道布局进行仔细的分析，了解地下构筑物的具体情况，防止在施打过程中破坏地下管道线路，之后正确放置支护桩中线。同时应当对钢板桩进行单独检查，观察连接锁口是否出现锈蚀和变形的问题，如果钢板桩不合格需要进行再次处理，并在锁口的内部涂抹一定量的油脂，可以方便钢板桩的打入和拔出。插打时需要监控不同钢板桩的倾斜度，应当控制在2%之内，如果偏斜的角度过大，可以选择拉齐法对其进行调整，拔起重打。第二，按照施工实际情况对钢板桩施打顺序进行调整，可以选择一种顺序或者多种顺序，逐步对板桩施打到施工设计时的高程，每次打入深度应当控制在0.5m 到3m 之内。开挖后入土深度应当在2m 之上，确保钢板桩能够顺利的合拢，其中特别是对于工作井四角而言，在完成打桩之后需要对钢板桩的闭水性能实施有效检查，对漏水的位置通过焊接的方式实施修补，并定期安排专业的技术人员对钢板桩实施有效检查。

2.4 钢板桩拔除注意事项

当承台的施工作业结束之后，需要将钢板桩拔除出去，以便能够下次再将钢板桩重复利用，在拔除前需要仔细设计钢板桩拔除方案和钢板桩拔除顺序。首先，需要使用打桩机将钢板桩的顶端夹住，保持1min 到2min 的振动模式，让钢板桩附近的土体逐渐松动，进而产生液化反应，减少土体对钢板桩的摩擦阻力，之后利用振拔的方式将钢板桩提出。在拔除钢板桩时需要注意到桩机的实际负荷水平，如果出现钢板桩拔除困难或者无法拔除的问题时，应当立即停止，可以先保持1min 到2min 的振动模式，之后再将钢板桩向下锤，锤深应当控制在0.5m 到1m 之间，之后将钢板桩提出。

在拔除钢板桩的时候需要注意如果是对封闭式的钢板桩墙，拔除钢板桩的起点和角桩之间的距离应当在5 根之上。具体来讲可以按照钢板桩下沉情况明确拔除的起点，或者可以选择跳拔的手段进行拔除。拔除钢板桩的顺序需要和打桩的顺序相反，并且可以优先选择振动锤将钢板桩的锁口振活，减少土壤的黏附性。如果钢板桩的拔除难度过大，可以先选择柴油锤对钢板桩进行处理，振下100mm 到300mm 之间，之后再选择振动锤对其进行交替式的振打以及振拔。

2.5 钢板桩施工存在问题以及处理方法

第一，在进行钢板桩施工过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。第二，钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔10～20m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。第三，钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击[3]。

3 结束语

通过对比多种不同的支护方案，钢板桩在桥梁施工中属于经济性较高、安全性较高的支护方案，防护质量较高，建造成本投入量较少，能够提升施工效率，因此是目前深基坑施工的主要选择之一。钢板桩支护结构的应用能够有效阻挡土石，防止施工现场附近出现的流水流入到深基坑之中，可以为后续桥梁施工的进行提供重要的支持。除去钢板桩支护方案的选择之外，还应当加强施工质量的控制，对施工人员实施技术交底，落实钢板桩施工过程中的技术要点，以此来提升钢板桩的施工质量，满足桥梁建设施工需求。