浅析拉森钢板桩在水利工程基坑支护中的应用

吴佳龙

（江西精诺检测有限公司，南昌 330200）

0 引 言

在水利圩堤施工建设中防洪墙施工难度较大，影响施工质量的因素比较多，选择合适的基坑支护施工技术，有利于水利圩堤防洪墙施工任务顺利完成。适用于防洪墙基坑支护施工的技术比较多，如钻孔灌注桩、喷射混凝土、锚杆支护、拉森钢板桩等，相比于其他施工技术，拉森钢板桩既能形成一个稳定的基坑支护结构体系，又能起到良好防渗漏、防冲击效果，能够很好的满足水利圩堤防洪墙基坑支护施工的要求。以下对在南康堤防洪墙基坑支护施工中，采用了拉森钢板桩支护技术进行详细分析。

1 工程概述

南康堤位于鄱阳湖北岸的庐山市县城城南，著名旅游圣地庐山南麓，三面临水，隔湖与都昌、吴城相望。圩堤堤线全长3.692km，为保护庐山市城的圩堤。该圩堤是鄱阳湖区二期防洪工程的15 座重点圩堤之一，工程等级Ⅱ等。工程建设的主要任务是通过对圩堤的除险加固，提高保护区内农田和居民及庐山市的抗洪能力。防洪墙工程位于鄱阳湖大道段，全长1.37km，位于桩号鄱湖0+000～鄱湖1+370，防洪墙开挖深度为4.5m，根据设计要求，为防止施工过程中基坑坍塌，拟在沿防洪墙基坑开挖边坡外进行拉森型钢板桩支护，支护完成后沿钢板桩边线进行开挖，U 型拉森钢板桩桩长9m，型号为：Q359BSY295；幅宽：400mm，厚度170mm，钢板桩嵌入土层约4.5m。

2 拉森钢板桩基坑支护施工中要点

2.1 对拉森钢板桩的保护

拉森钢板桩自身结构质量，直接关系到防洪墙基坑支护的效果和质量，在南康堤施工中，采用了U 型拉森钢板桩，其长度达到9m，前期保护难度大，如何有效保障拉森钢板桩在使用前不破坏，是本工程施工的重点。为解决这一问题，需要从质量检验、吊装、堆放的角度入手，对拉森钢板桩进行保护。

质量检验：从材质检验、外观检验两个方面入手，对质量不合格的拉森钢板桩进行矫正和处理，若破损严重，需要及时更换新的拉森钢板桩，以降低后期打桩的难度，并提升支护效果。质量检验的内容包括：表面缺陷、长度、宽度、厚度、锁口形状等。

吊装：装卸的钢板桩时，使用二点吊法。在吊装过程中，一次吊装的钢板桩数量不能太多，要注意防止锁头损坏。吊装方法有成捆吊装和单杆吊装两种。成捆吊装一般使用钢索捆绑，而单根吊装则经常使用特殊的吊具[1]。

堆放：钢板桩堆场应选在平整结实，不易受重力影响，且易于运输至桩基现场的地方。堆放的次序，位置，方向，平面布局等，都要为日后的施工提供便利。板桩应该按照型号、规格和长度分别堆放，并在堆放的地方放置标志和说明，板桩应该进行分层堆放，每一层堆放的数量通常不会超过5 根，在每一层之间都要铺上枕木，并且要保证垫木的间隔。通常3～4m，上下两层垫板在一条竖线上，堆放的总高度≤2m。

2.2 注重导架安装质量的控制

在进行拉森钢板桩施工中，如何有效保证沉桩轴线位置准确以及拉森钢板桩竖直度是施工的另一难点。在案例工程施工中，为有效控制拉森钢板桩打入的准确性，防止拉森钢板桩屈曲变形，提升桩体的贯入能力，设置了具有一定强度、刚度的导架[2]。为提升导架的稳定性，需要能够和第一层围檩配合使用，以保证拉森钢板桩打入的精度。在进行导架安装中，需要高度重视以下3 点：

1）选择经纬仪和水平仪相互联合的方法，对导梁的位置进行有效的控制和调整；

2）导梁的高度要和防洪墙深基坑的高度相适应，以控制拉森钢板桩的施工高度，提升施工效率；

3）导梁严禁随着拉森钢板桩的打设，出现不均匀下沉和结构变形问题。

2.3 严控拉森钢板桩施打效果

采用带有振动锤的吊车进行施打，施工前必须对地下管道、构筑物等进行详细确认，并仔细确定支撑桩中线。在打桩之前，应逐个对其进行检验，将普通板桩的联接锁口腐蚀严重、变形严重及时清除，不合格的要进行修理。在打桩之前，在板桩的锁口内涂油脂，方便后期拔出。在打桩时，要时刻对每一根桩柱的倾斜程度进行检查，确保其斜度≤2%，如果倾斜程度太大，无法采用拉齐方法调正时，应立即拔出，重新进行打桩[3]。板桩施打过程中，采取屏风式打入法施工。该方法在施工过程中，不会造成钢板桩的屈曲、扭转、倾斜及墙面的凹陷，且施工的精确性高，容易实现密闭施工。在具体施打时，需要先将10～20 根钢板桩成列地插在导向框架中，形成屏风状，然后进行打桩。一般情况下，要将屏风墙两端的一组板桩打到设计标高或一定的深度，且要对其竖直度进行严格的控制，并用电焊将其固定在围檩上，在中间的位置，按照顺序分1/3 或1/2 板桩高度打入。

屏风式打入法的顺序可分为正序、逆序、往复序、中分序、中和序、组合序等。施工次序对板桩的垂直度、位移、轴向膨胀、板桩墙的凸起和成桩效果有较大的影响。施打顺序直接关系到拉森钢板桩施工的成败。在本工程施工中，当屏风墙两端已经打设的拉森钢板桩呈现出逆向倾斜时，需要采用正向施打顺序，反之则采用逆向施打顺序[4]。当屏风墙的两端拉森钢板桩具有良好的垂直度时，为加快施工速度，可采用往复顺序进行施打。若拉森钢板桩的长度比较长时，可采用组合式施打顺序。选用的原则为：对于已经在屏风墙两侧打好的钢板桩，如果是反向的，无论选择何种施打顺序，拉森钢板桩打设的公差标准要满足表1 中的规定。

表1 板桩打设的公差标准表

2.4 拉森钢板桩施工防渗漏处理

在水利圩堤防洪墙基坑支护中采用拉森钢板桩施工中，防渗漏是非常重要的一个环节，同时也是本工程施工难点和重点。在进行拉森钢板桩施工中防渗主要是通过锁口自身的密实性来实现的，若锁口自身就存在密实度不足的问题，一旦遇到外侧水压过大问题，拉森钢板桩围堰会出现渗漏情况，为解决这一问题，本工程采取了如下防渗漏处理措施。

1）为提升拉森钢板桩防渗漏效果，需要注意对锁口位置的检查和加固，在正式施工前，要选择相同型号的短钢板桩进行锁口渗漏试验，以便检查拉森钢板桩锁口位置的松紧长度，无论是过松或者是过紧，都会引起渗漏问题。因此，在进行拉森钢板桩施打前，需要在锁口位置涂抹一层黄油，并且在施打中需控制好垂直度，绝不可强行施打，导致锁口发生损坏。

2）拉森钢板桩施工完成之后，还需要进行小范围的防渗处理，积水抽出后，若发现拉森钢板桩锁口位置存在渗漏问题，但渗漏水不是非常严重时，可选择破棉絮对渗漏位置进行封堵[5]。

3）针对施工完成后出现的大型渗漏问题，可采用快速堵漏剂对锁口进行封堵，若渗漏特别严重，需要在拉森钢板桩围堰渗漏外侧安放砂带进行封堵，内侧需要用板条、棉絮等进行内嵌封堵。

4）拉森钢板桩转角位置是防渗漏的重点，本工程采用角桩进行连接，若连接的紧密性不足，容易发生流砂问题，需要进行压密注浆处理，注浆数量不能＜3～4 根拉森钢板桩。

2.5 拉森钢板桩的拔出

当水利圩堤防洪墙基坑回填完成后，要及时拔出拉森钢板桩，以便重复利用，在拔出前，需要制定科学的拔出方案，选择合适的拔出时间。否则会由于拔出振动的影响，引起地面沉降、位移等问题，影响既有地下构筑物的稳定性和安全性[6]。本工程在进行拉森钢板桩拔出时采用了振动锤拔桩法，通过振动锤形成的强迫振动，扰动土层，破坏拉森钢板桩周围土的粘聚力，降低拔桩阻力，再通过吊车拔出。在进行拔桩操作时，需要注意的问题的是针对封闭式拉森钢板桩墙，拔桩起点需要离开角桩至少5 根以上，并采用跳拔法进行拉拔。拔桩与打桩的顺序相反。针对比较难以拔出的拉森钢板桩，可先用柴油锤将其振动100～300mm，再用振动锤进行振拔。

3 施工效果分析

在案例工程水利圩堤防洪墙基坑支护施工中采用了拉森钢板桩支护技术，取得了良好效果。形成支护体系之后，垂直度误差在2%以内，沿着基坑轴线方向墙面左右的允许偏差在300mm 以内，拉森钢板桩锁口紧密，止水效果好，没有发生渗漏问题。为水利圩堤防洪墙基坑其他工序的施工营造另一个良好的条件，保障了施工任务顺利完成，值得类工程参考借鉴。

4 结 语

综上所述，结合实际案例，分析了基于拉森钢板桩的水利圩堤防洪墙基坑支护施工。水利圩堤防洪墙基坑支护范围大，止水要求高，而且对支护结构的稳定性、安全性有严格要求。对支护技术的应用效果有很高的要求[7-8]。在南康堤防洪墙基坑支护施工中，采用了拉森钢板桩施工技术，在实际应用中，从注意对拉森钢板桩的保护、注重导架安装质量的控制、严控拉森钢板桩施打效果、拉森钢板桩施工防渗漏处理、拉森钢板桩的拔出五个方面同时入手，实现了对水利圩堤防洪墙基坑的有效支护，取得了良好的施工效果，可为类似工程施工提供施工检验和参考指导。