深基坑拉森钢板桩支护施工与质量控制研究

文／闫绍松 上海建工集团股份有限公司 上海 200000

1、项目概况

本项目地块位于无锡市梁溪区，东侧为塘南路，北侧为清名路，西侧和南侧为锡钢浜古运河，境内地势平坦，建设条件良好。本项目整体划分为一个标段开发，该标段范围包括集中商业：地下一层总建筑面积为9021.21m2，1栋5层商业、地下1层地下室组成，地上总建筑面积约15286.45m2；街区商业：占地1560.47m2，由3栋3层商业、地下1层地下室组成，地上总建筑面积4138.41 m2，有钢结构连廊；文化山谷：占地约3500m2，由1栋2层商业、2栋3层商业及地下1层地下室组成，地上总建筑面积约3300m2，有钢结构连廊；滨水商业街占地约10200m2，由9栋2层商业、5栋3层商业（C-5#、C-10#、C-11#、C-12#、C-13#）。1号厂房（展示区及游客集散中心）：占地约1200m2，3层商业。3号厂房（无界MUSEUM）：占地约2300m2，4层商业。本工程围护采用拉森小齿口钢板桩，采用一道型钢围檩。型钢支撑截面尺寸为H400×400×13×21型钢。钢支撑须开槽架设安装，待支撑系统全部形成后，方可进行基坑开挖。钢支撑安装必须平直，每根支撑在全长范围内的弯曲不得超过15mm。围檩内侧，采用10槽钢焊接三角形托架，作为围檩的斜支撑。

2、工程难特点分析

2.1 不良地质条件对基坑施工影响

依据现场勘查取得的地质与地层的相关数据，施工场地是否存在地裂缝、滑坡、活动断裂等不良因素的出现，施工场地有较破碎厂房老基础残留，属于对工程不利的埋藏物，应进行处理。拟建场地地貌单一，拟建场地70m 深度范围内地层为第四系全新统、更新统沉积物（主要为黏性土和粉/砂土等）组成。

2.2 深基坑施工合理的现场平面布置

本工程基坑开挖深度5.7m，开挖面积约2.5万m²，基坑安全等级为二级。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，本工程深基坑施工属危险性较大的分项工程。

对策：（合理分区分块施工）：土方开挖施工过程中应严格按照基坑施工方案进行，注重“时空效应”，以“分层、限时开挖”为原则，根据后浇带进行分区开挖。挖土时严格按照设计要求及规范要求进行，基坑土方根据分区依次施工。大基坑（除汽车坡道）分为A、B、C共三大区域。首先同时开挖A1、A2区和C区土方，A1、A2区向前退挖，采用二级放坡1：1，放坡平台不小于1.5m，分层开挖。C区按后浇带情况分为5个小区，为预防管涌发生，跳仓开挖；A1、A2、C区域土方开挖垫层随挖随浇捣，开挖完成后进行B区开挖，待地下室结构完成后，进行地上结构施工。

3、拉森钢板桩施工技术

3.1 拉森桩及钢支撑主要施工方法

3.1.1 材料要求

⑴钢板桩选用拉森Ⅳ号小齿口钢板桩（9、12、15M）。所有进入到施工场地的钢板桩，都要先进行桩身与外观的查验，板桩施打之前要在其咬口处使用黄油涂抹表层，从而确保其防水成效与施工的顺利进行。

⑵基坑转角处的板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异型角板桩，且转角桩和定位桩的桩长宜比其他板桩加长2m。

⑶钢板桩堆放场地应平整坚实，组合钢板桩堆放高不宜超过3层。

⑷钢板桩的锁口处不可出现变形与破损以及桩身不可出现弯曲的现象。后续施工的桩与先打桩之间的钢板桩锁口在其施工前要使用套索检验。

3.1.2 打桩的步骤

⑴为了确保钢板桩垂直方向符合条件，施工中使用两台经纬仪控制其方向与选用对周边环境影响不大的振动捶打方式进行工作。

⑵施打的方式选用屏风式，能够很好的保证其咬口闭合与垂直度的情况。通过使用板桩的数量与轴线就能够调整好转角处的咬口闭合的情况。屏风式施工法主要表现为：施工时，可先把屏风墙两边的钢板进行施打到指定的高度，使其起到板装的定位作用，而后打入的顺序需要呈阶梯状施工。其操作的优点表现为：避免施工中倾斜误差值的增大，其便于封闭合拢的完成，从而确保板桩墙的施工质量达标。

⑶桩身接头在同一截面内不应超过50%，接头焊缝质量应符合相关规范要求。

⑷钢板桩桩位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

⑸若是在开挖后的基坑中出现维护桩壁渗漏水的情况，要立即进行堵漏，防止其影响后续工程的施工。

3.2 支撑用途

⑴所用材料：使用的焊条为E43型号及采用Q235-B级的型钢。

⑵连接构件的方式：①构件的接触边要进行满焊施工，其焊缝的高度大于等于8毫米。②拉森钢板桩与围檩之间用高强密实混凝土填实。

⑶为了确保板桩与围檩之间紧密结合，内部均匀传力，在水平方向上设置支撑杆件和其在对应方位增加围檩相应的作用力。

⑷为了提升施工安装的精确性，基坑开挖到支撑的高度之后在每相隔1米的位置处，使用28A的槽钢托架，在支撑与围檩安装到位后进行相关构件节点的连接。

⑸钢构件的加工制作及安装过程要严格控制好质量，所遵循的质量检验标准务必是符合相关国家规定的标准。

3.3 放线与沟槽的开挖

⑴依据规划部门提供的水准点及控制线，务必要严格依照所设计的图纸进行施工投测，建立高程引测点和轴线控制网。

⑵先将围护桩的交汇控制点定位准确，而后依照控制点将维护的中心线放出。依据工作场地和桩径的直径使用灰线将维护中心线两端标识清楚。

⑶依照维护基坑的控制线。对沟槽进行开挖施工，而所使用的挖土机的型号选择为PC200。在施工开挖的过程中，要时刻确认地下是否存在其他杂物，若是有，要及时清除，将其开挖至维护压顶梁的垫层底部即可。

⑷完成开槽后，依据钢板桩的中心线位置采用经纬仪设备，将桩位分批次测放，用白灰洒落至桩位处，及时用Ф8钢筋做好标记，其埋入土层的深度要大于等于30厘米，与此同时进行相关的保护措施。

⑸测量与放线：首先是现场技术人员对于相关的数据进行检验复核，然后由相关质检员复查确认，再由项目总工程师审核评定，最后由监理工程师（业主代表）给予相关的签字确认。

⑹验收合格的桩位点与轴线由技术人员交接给施工人员，完成交接的桩位点的保护由施工人员进行负责。如果出现桩位点遭受破坏的情况，务必要重新施工测放。

3.4 堆放与吊运钢板桩

在使用四点起吊的方式装卸钢板桩施工，吊运时，单次吊起钢板桩的数量不可太多，务必要将锁口位置保护好，避免其受到损伤。钢板桩摆放位置要在坚固且平坦的地面，特殊情况下可对摆放场地进行夯实整平。

堆放钢板桩要注意到如下几点：⑴首先要将施工便利考虑在内，规划好摆放的方向、位置、次序等。⑵堆放钢板桩需要依照其规格、长度、施工部位、型号等，并且设置好对应的型号标识。⑶要求分类别堆放板装，在堆放组合钢板桩时，其高度不可超出三层，每层之间都要使用枕木垫上。一般情况下，其之间的距离设置为3～4米，并且要保证垫木在上下层的位置保持在同一垂直线上，其总高度不可超出2米。

3.5 施打钢板桩

施工前先检查钢桩是否符合使用条件，如有问题要及时做出相应的修平与整理，将吊板桩孔设置到钢桩上口补强板的位置，用黄油涂抹至钢板桩内部的锁口处，使用易拆卸物料将下口位置塞好，试验时采用两米的标准进行。所使用围檩的桩务必要保证其水平与垂直，其位置牢固可靠与准确。其中围檩支架的在地面上的高度要大于3米。围檩间净距比2根钢板桩组合宽度大8-15mm。当液压锤钳口钳住板桩后将桩吊至插桩点处。先由二个人扶正桩身，根据施工前划好的桩打入线开始打入第一根，第一根桩应保持垂直。接着打设钢板桩，应对准前一根的位置，调整桩的垂直度，为保证桩的垂直度，用经纬仪加以控制，待垂直后，由专业指挥人员指挥，之后即可开始进行沉桩。沉桩至桩顶比自然地面高约0.2m。在10根桩位轴线以内调整围檩转角处装的合拢。如果闭合出现困难，此处的钢桩可以进行搭接处理，其后背要进行相应的防水处理措施。施工沉桩时，若是出现导向架中心线偏斜，要立即调整打桩机的位置。

3.6 闭合钢板桩

在钢板桩闭合的施工中，务必要确保两端锁口位置互相套牢，控制好沉桩的具体形态。要特别注意如下几个方面：（1）闭合桩的过程中，其位置一定要选择合理的方位，（2）闭合桩的两边的钢板务必要在同一轴线位置，要时刻确保其垂直，且之间的距离要和钢板桩的宽度相一致。（3）进行闭合桩的施工中，务必要将连接板全部切除，保证沉降过程中钢板桩的伸缩自如。若是沉桩不顺利，可将操作暂停，将相邻两根桩拔除。切记不可提高锁扣位置，并且割除相邻的连接板，才可使速度加快，直至符合设计标高的要求。沉降施工中出现操作困难时，不可强制进行沉桩的步骤，从而防止出现撕开缩口的现象。

3.7 查验钢板桩

工程中所使用的钢板桩只是对基坑起临时的止水与支护作用，故而无须对其材质进行查验，只要求进行外观的查验，对不符合要求的钢板桩要进行矫正整平，从而有利于打桩施工的顺利进行。需要检查的外观主要包含其长度、厚度、宽度、平直度、锁口状态、表面缺陷等。查验时需要注意的情况如下：①割除对影响钢板桩打入的焊接处。②如有断面、缺失、割孔的现象，要及时采取补强措施。③如果钢板桩锈蚀很严重，要取其断面的实际厚度，从而在计算中确认是否有折减的需要。施工场地钢板桩的外观要全部进行查验，一旦发现钢板桩不符合条件，要立即做矫正处理。

3.8 基坑开挖

依据内支撑的次序进行对应的土方开挖，在基坑顶部使用一台长臂挖掘机进行施工。坑内轻型井点降水，待水位降至开挖面标高以下0.5m再进行开挖；开槽施工钢围檩，从自然土面向下挖至标高-3.7m，支撑安装；开挖需要在达到污水池底标高的位置，并且要给人工清理土层预留出200毫米的距离。开挖施工结束后，要及时将积水排尽，而后将其填实整平后，浇筑砼垫层以达到保护基坑的作用。

3.9 内支撑的施工

基坑内部的内支撑与围檩自上而下所设置的层数为1层，采用H400×400 ×13 ×21型钢作为内支撑与围檩的材料。

3.10 清理围堰内侧

在合拢钢板桩的施工中，一般情况下使用的方式为机械开挖，操作时按照指定的某个方向施工。为避免开挖深度超出设计需要，可采用分阶梯式的开挖施工方式，在达到一定深度后，使用人工清理基坑，且将排水沟与集水井的施工一起进行开挖，完工后立即完成抽水的步骤与浇筑混凝土垫层，从而避免基层遭受破坏。

3.11 钢板桩拔除

在钢板桩墙处于封闭式状态时，拔桩的起始点至少离桩脚五根位置以上，特殊情况下可见间隔拔起。

拔桩的注意点有：⑴施工拔桩时，为了减弱土的阻力，采用震动的方式将锁口处震松散，然后边震动边拔起。若是出现难以拔出的板桩，要使用柴油锤将其打入100～300毫米位置，而后与振动锤替换使用进行振拔与振打，而拔桩产生的孔洞，要立即填实处理。⑵起重的设备要跟随振动锤的起动逐步增加荷载，一般情况下起吊力要小于减震弹簧的最大收缩率。⑶所使用供电电源的功率为振动锤电动机的额定功率的1.2～2.倍之间。（4）使用间歇震动的方式，针对拔出阻力较大的钢板桩，每次用于震动的时间为15秒。连续工作的振动锤不允许超过1.5小时。

3.12 填实桩孔

钢板桩拔除的作业要求：宜选用振动锤进行拔桩；钢板桩在拔除时，应考虑拔桩对周边环境的影响，及时调整拔桩速率。采用跳拔控制对周边环境的影响，拔桩后产生的桩位孔穴应及时用注浆回填密实。

4、解析掌控拉森钢板桩的施工质量

4.1 采购钢板桩的质量

在购置拉伸钢板桩时，务必要注意其出厂合格证、使用说明书及其他证明的材料。企业在采购相关使用设备时，其对应的说明材料务必要全面，以此才能确保其钢板桩的质量符合条件。购买时还要对钢板桩外观的形态、表面完好情况进行查验。综上所述的内容都是施工之初需要关注的方面。

4.2 导架尺寸的掌控

施工安装中务必要根据设计图纸进行相关的工作，要对导架的标高与平面尺寸进行相关查验，知悉导架的具体标高及长度，其中如有焊接处，其施工质量一定要符合相关的标准。

4.3 钢板桩的打入

将两个方向的垂直度都要控制严格，在其转角钢板的第一片处的施工中，要特别进行关注掌控，就是为了便于入土导架的固定，并且此时还需要工人进行电焊焊接的处理，围檩的使用要紧随其后，使用线锤确保其垂直度一直都符合条件。其次在其他角桩和中间标准装入土前，还需特别关注的是在捶打震动钢板桩时，导致相邻钢板桩的下沉，就有可能会出现卡死的现象，故而施工中的步骤要控制合理，防止出现相关联的问题。

4.4 锁扣处理

为了防止在粘土封堵的过程中出现夹渣的现象，从而引发渗透事故发生。故而在锁扣封堵前务必要进行清洗的流程，使用高压水枪来完成其步骤。如果封堵锁扣是采用内扣的橡皮条，就有可使缝隙增大，而此时当粘土挤出后，就不会产生渗透的现象。

结语：

当前深基坑支护是工程建设中一个非常重要环节，为了有效提高深基坑施工质量，就应该提升相关支护工作的质量，而拉森钢板桩技术就是其中的一种很实用的方法。故而相关方面的人员要持续对拉森钢板桩的施工技术进行探究，不断将施工工艺精细化、可操作化，控制好其中关键的施工技术，从而保障工程建设的发展与施工的安全。