钢板桩支护结构在建筑基坑支护中的应用

陈芸

南通市戴庄建筑安装工程有限公司 江苏 南通 226000

引言

在经济快速发展的今天，建筑业面临的竞争越来越激烈，但是建筑业却依然兴旺，全都是我们不断加强各方面的建设，共同努力的成果。钢板支撑结构是对深基坑和超深基坑支护技术的一种创新技术，这种技术使得建筑工程的施工效率得到了极大的提高，在一定程度上加快了工程的进度，也在保证工程整体质量的前提下，使工程结构更加坚固、可靠，是一项非常有效的创新技术。但是，这种技术的施工具有一定的难度，使用钢板支撑结构的技术风险较大，因此要对其进行技术关键的掌握，并建立严密的监控机制。

1 深基坑支护施工技术概述

在整个建筑项目中，基坑是最基本的工作，它的好坏直接关系到建筑的整体质量。在基坑工程中，如何确保整个支护的质量，确保其安全是一个重要的问题。为保证工程的正常进行，相关的设计者应制订与工程实际相适应的方案。在施工中应用钢板桩支护技术，可以节约施工场地，施工简便、快速；在实际工程中，它不会受到天气等环境因素的影响，而且节能、环境友好[1]。

2 工程概况

江苏万达特种轴承有限公司新厂区工程，位于如皋市东陈镇双群村16、17、18、20组地段，本工程包含研发办公楼、第二联合厂房、第三联合厂房、门卫及泵房、门卫二、第一联合厂房及食堂、辅助设备间、热处理设备间共8个单体，项目总建筑面积57797.22m2，是江苏万达特殊轴承有限公司、中机十院国际集团设计、如皋市岩土测量有限责任公司、南通方正建设监理、南通市戴庄建筑安装工程有限公司的总承包。

2.1 绿色建筑工程竣工备案登记资料目录

2.1.1 公共资料。如皋市绿色建筑竣工备案登记表；绿色建筑项目的设计审查；施工图纸审核和验收证书；建设单位营业执照，资质证书；施工单位营业执照，资质证书，安全生产许可证，施工合同；监理单位营业执照，资质证书，现场见证取样监理证书；预拌混凝土企业的营业执照资质证书新材推广证型式检验报告如皋的备案登记证等；预拌砂浆企业的营业执照资质证书新材推广证型式检验报告如皋的备案登记证等；

2.1.2 设计文件。项目总平面图（加盖规划审批盖章）；经审图机构盖章的绿色专篇；建筑节能计算报告书；图纸会审记录（设计交底）；绿色建筑专项工程设计变更及施工图变更审查文件；

2.1.3 施工方案和监理细则。绿色建筑节能工程的施工方案，审核表、施工方案；绿色建筑节能专项工程监理实施细则。

2.1.4 分户楼板和分户墙节能工程资料。地面隔声保温分项工程隐蔽验收记录及照片，隔声保温材料检验报告（见证取样＼批次）；隔声保温材料企业的营业执照资质证书新材推广证型式检验报告如皋的备案登记证等。分户墙体隔音隔热分项目的隐蔽验收记录和相片，隔音隔热材料的检测报告（现场取样批）；隔音隔热材料企业的营业执照、新产品推广许可证、型式检验报告、如皋注册、进场检验、核查记录；

2.1.5 电线及暖通、空调工程资料。电线电缆与照明材料质量证明材料及复试检测报告；新风系统相关资料；管道系统的紧密性检查；通风空调节能材料、设备质量证明及复验报告；空调、供暖、冷热源、供热管道的联合试运行和试运行记录；空调机的漏风试验、设备节能试验报告；

2.1.6 单体建筑检测资料。现场热力性能测试报告，公用建筑应逐栋检查；住宅建筑按10%进行检测（不同结构体系、不同保温措施的，要分开进行检测），室内环境检测报告（逐栋检测），噪声检测报告（逐栋检测）；能耗分项计量上传（政府投资公共建筑、大型公建及二星级以上绿色建筑）回执；能效测评报告；绿色建筑标识证书；工程绿色节能保温的评估（自评）报告（四方盖章）；单体工程竣工验收证明。

2.2 基坑支护设计方案

2.2.1 基坑边坡支护方案选型。根据现场支护结构的特点，以及场地周围的地下地质条件，结合我公司多年的同类工程实践和成功经验，进行了该基坑的选型和设计。在不影响工期的前提下，采取拉森钢管内支承钢板桩支护系统，保证完成一段后即可进行下一步的施工，不会耽误工期，施工场地土壤为软黏土，拉森钢板桩内支承组合钢结构系统安装简便，施工方便，而且可以很好地解决了在施工中出现的坑壁止水问题，克服了其他支护方案存在的缺陷[2]。

3 钢板支护桩的组成结构及其形式

3.1 钢板桩支护简介

钢板桩具有施工简便、投资低等特点。其结构包括钢板桩、锚杆（或内锚碇结构、腰梁等）。由于钢板桩自身的挠度比较大，如果采用适当的支承或拉索体系，将会产生很大的变形。但是，当基坑深度超过7m时，除非有多层支承或锚杆，否则不能采用钢板桩。钢板桩是一种具有重量轻，强度高，锁口紧密，施工方便，施工迅速的特点。

3.2 钢板桩的种类

目前国内已有两种钢板桩：国产和进口。国内的钢板桩主要有拉森和包型四种。国内钢板桩在施工中的使用环境较为严苛，在较浅的基础上采用较多。由于进口钢板桩具有良好的施工性能和造价优势，在工程施工中得到了广泛的应用，日本、美国等国家采用了大量的钢板桩。日本有拉森Z型、直腹型、H型、组合型等，美国有Z型，拉森型，直腹型等。并根据不同的施工要求，制造了几种非标型钢板桩。在设计施工前，应依据有关施工手册和施工经验，结合地质、水文等条件，对钢板桩的类型进行初步的选择[3]。

4 钢板桩支护在建筑工程实践中的使用特点

在实际施工中，针对该基坑工程的特点，结合经济、技术、工期等因素，对钢板桩的具体选择进行了优选，从项目成本的角度出发，确定了最佳方案。在大型工程场地中，采用钢板桩时，需要综合考虑多种因素。

4.1 钢板桩的支撑必须符合一定的力学原则

钢板桩是一种具有强度高、适应性强、结合紧密、防渗性能好、施工简单快捷、可多次利用的基坑支护结构。

要达到这种优异的性能，首先要达到其设计的内力需求。钢板桩的内力分析主要是针对钢板桩在反弯节点的受力进行计算，而相应的计算则要考虑到钢板桩在实际施工中的最小埋深，并将其简化为等直梁，但是需要指出的是，考虑到土壤情况的不确定、多变，在计算时取入土深度时，必须保持一定的余量，而余量要乘以1.2。

4.2 支撑体系自身也要符合一定的力学规律

支撑体系的内力计算主要是对桁架、柱体（或拉锚体）的内力进行分析，而围檩是由均匀荷载下的连续梁，按工程力学及结构力学有关的设计与设计规范进行计算与检验。

4.3 钢板桩的支撑体系必须保证其稳定

在实际工程中，钢板桩的稳定验算是基础工程设计与计算中的一个关键问题，也是保证整个工程安全、有效地进行的关键。其内容主要有两项：整体稳定检查和局部抗颠覆稳定检查。对整个系统的稳定性进行检验，通常是以土层的弧形滑动面来进行，这与斜坡的滑动面计算是不一样的。在考虑支承的情况下，在考虑支承的情况下，由于支承的设计和计算已包含了整个结构的稳定要求，因此，在考虑支承的情况下，可以采用简单的验算方法。

5 施工中主要措施及技术要求

5.1 深基坑施工的检查

在工程实践中，对深基坑支护技术进行了严格的检测。首先，在开挖之前，承包商应组织专门的施工技术人员，对此项技术进行专门的检测。而且，由安全监管人员对原料等进行检验，确保后续工程的顺利进行。对基坑周边环境进行全面的调查，按照技术规范和技术要求，结合工程的特点，确保其支护质量，各阶段的设计人员都要认真负责，对其进行各阶段的支护是否能够满足设计要求。在安装时，要有经验丰富的技术人员共同组织、协调，对发现的问题进行集中讨论，提出改进的办法，修正下一步的技术方案，纠正施工工艺上的不规范，从而防止施工质量的问题，从而确保了项目的总体质量，推动了施工企业的可持续发展。

5.2 基础钢支撑结构

地基钢筋的安装要考虑到地基的保护与安全。经过精确的计算，可以保证基坑的施工安全。根据计算结果，在支承槽钢时，必须采用钢接头。由于槽台钢在渠道两侧的双排钢板桩上，因此必须确保其稳定。

6 内支撑施工

6.1 支撑施工方法

支架按钢架安装进度安排，原则上应贯穿，并在每个支架贯通后立即进行预应力处理。支撑先将支撑安装标高引至已开挖的坑壁，统一标高，同一条支承在同一水平面上，以标高焊于坑壁托架，然后将支座固定在坑内支座上，并及时施以预应力。

6.2 施加预应力

在支撑体系中，使用活络头进行预应力作用。根据设计的需要，为了有效地控制支护结构的变形和沉陷，首次支承设计预应力为150kN，分两次进行预应力，其中，在单支承贯通时，预应力为30%，第二次支承完全贯通时，预应力为80%。

6.3 单根支撑安装施工程序

在支撑安装第一条支撑进行开槽前，应按挖沟的次序进行，逐条贯穿支撑，并施加预应力。支撑安装的注意事项①将钢架安装在工作台上，将其装配至设计长度，然后进行装配。②在承重梁与钢板桩间留有缝，采用C20砼将接缝填实。

7 钢板桩施工

7.1 钢板桩施工要求

7.1.1 钢板桩在进场之前必须检查，确保其平整，检查合格的钢板桩堆放时不能发生塌陷、弯曲、撞击。

7.1.2 对于小型的企口钢板桩，在打桩前，应先将黄油、沥青或其他封闭的物质填充，以保证钢板桩的整体性能及止水作用；在下一桩与前一桩之间的钢板桩锁口必须用套锁进行检验。

7.1.3 拉森钢板桩是一根一根地打出的，它是由振动打入而成。在施工过程中，首先采用打桩机起重，再用振动锤将钢板桩的顶端固定。

7.1.4 在进行钢板桩施工时，必须对桩身进行调整和平整；首先施工定位桩，再用导轨钢进行加固；最后的封闭位置应采用屏蔽法进行沉桩，如果收口不能合拢而形成开口，则在开口处设置一个额外的桩头，并将其紧固在主桩上。

7.1.5 相邻的两个钢板桩的垂直节点位置应该是垂直的，而桩的节点长度不能大于50%。

8 结束语

在建设工程中，由于基坑周围环境复杂，深基坑的开挖和支护越来越困难。钢板桩在建筑施工中有着无可替代的地位和内在的价值，它将逐步得到广泛的应用。