拉森钢板桩在深基坑支护施工中的应用.doc

拉森钢板桩在深基坑支护施工中的应用摘要：文章以上海市金高路桥主墩承台深基坑支护施工为例，介绍了拉森钢板桩基坑支护施工工艺以及注意事项。经现场施工检验及检测，拉森钢板桩施工方案合理有效，满足工程要求，对同类型深基坑支护施工具有一定的借鉴作用 关键词：拉森钢板桩；深基坑支护；支护体系 一、工程概况 赵家沟航道整治工程9标金高路桥位于上海浦东新区赵家沟航道金高路老桥桥址处，金高路桥主墩承台长29m，宽6.6米，高3m；承台设计底标高为4.2m，原地面标高约为4.4m，基坑开挖深度达到8.5m。根据本工程的有关地质资料，地基土自地表下依次为：杂填土、粉质粘土、灰色淤泥质粉质粘土、灰色砂质粉土、灰色淤泥质粘土。正常地下水位在地表下0.5m。深基坑周边环境复杂，建筑物密集。东侧临时便桥桥台距离承台边仅5m，东侧一条电力顶管距离承台边仅1.5m，施工作业面狭小。 二、深基坑支护结构选择 本工程深基坑开挖深度达8.5m，且基坑与现状河道、周边建筑物及既有管线距离较近，因此要求基坑支护结构的变形必须要小；同时由于地下水位较高，就要求支护结构的止水性能要好。较适合上述要求的支护方案有两种：方案一为SMW工法桩插H型钢加钢筋混凝土内支撑；方案二为拉森钢板桩加钢管水平内支撑。两种支护方案比较如下： 1使用拉森钢板桩不会产生泥浆，现场文明施工容易保证。同时拉森钢板桩可以重复使用，可以节约钢材等自然资源，产生较好的环境效益。 2拉森钢板桩通过每根之间的锁口相连，具有良好的止水性能，可以为承台施工创造良好的施工条件。 3拉森钢板桩加钢管内支撑的方式安装简便快捷，且可在两个主墩承台深基坑施工之间形成流水作业，达到节省工期的目的。 4经成本测算，SMW工法桩插H型钢加钢筋混凝土内支撑体系每延米造价约9000元，而拉森钢板桩加钢管水平内支撑体系每延米造价约6000元，可节约成本近1/3，经济效益显著。 5相对于SMW工法桩支护，拉森钢板桩支护刚度小，变形较大是最大的缺点。 综上比较，拉森钢板桩支护体系明显优于SMW工法支护体系，且拉森钢板桩变形较大的缺陷可以通过其他措施有效减少，因此结合本工程实际情况，决定采用拉森钢板桩加水平钢管内支撑的支护方案。 三、拉森钢板桩深基坑支护结构布置 根据现场实际情况，设计采用拉森型钢板桩作为围护结构，桩长15m。根据基坑开挖的深度、基坑平面形状及周围环境情况设置三道水平钢支撑（包括一道临时支撑体系）和一道砼水平底板支撑，钢支撑采用60916mm钢管，钢围檩采用4004001624H型钢。基坑坑外局部范围内土体采用插打钢管水泥注浆加固。同时为减少地下水位对基坑周边及坑底土体稳定性的影响，采取深井降水措施并保证井点降水的效果，将地下水位将至基坑底以下50cm。 四、拉森钢板桩深基坑支护的施工 （一）拉森钢板桩桩身质量控制 为确保支护施工质量达到设计要求，对拉森钢板桩本身要进行必须的材质检验和外观检查，以确保钢板桩的质量符合设计及施工要求，以减少打桩过程中的困难。 外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；割孔、断面缺损的应予以补强；若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，不符合要求的重新调换。 材质检验：对钢板桩的机械性能进行全面试验。包括钢构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。 （二）沉桩施工 拉森钢板桩施工关系到基坑的止水性能和安全稳定性，是深基坑支护施工最关键的工序之一，沉桩过程中还要密切注意周边建筑物及管线的变化情况，发现问题及时处理。 全线采用型15米长咬扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带吊带震动锤机施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。 在插打过程中随时测量监控每块桩的倾斜度不超过1%，当倾斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。桩顶标高控制在100mm，轴线偏差控制在100mm。 保证钢板桩顺利合拢，特别是基坑的四个角要使用转角钢板桩。桩打入完成后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。 （三）坑外土体加固 为解决拉森桩支护刚度小变形较大的问题，设计在基坑坑外5m范围内土体采用插打钢管水泥注浆加固，钢管长9m，加固标高为6.70m2.30m。注浆钢管采用483.5mm圆钢管，钢管上端1.5m范围内不设出浆孔，其余段每延米钢管四周螺旋布置46个8mm的出浆孔。插打钢管前，钢管底端及出浆孔需要进行封堵，以防泥土堵塞钢管。注浆钢管在基坑周边5m范围内，按1000mm1000mm梅花形布置。钢管注浆设计参数：水泥强度等级为425号硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为0.5。出浆口保护采用弯曲的钢片（由脚手管切割而成），以防止泥土堵塞出浆口。坑外土体加固可有效的减少主动土压力对拉森桩的水平推力，以减少支护变形。 （四）降水措施 根据设计和挖土施工要求，整个基坑须通过降水来提高土体的抗力，因此每个基坑内各布置2口真空负压深井降水。井深为12m。基坑内深井的井位布置在具体施工时应避开钢支撑节点、工程桩等区域。 基坑内的降水在开挖前进行，做到能及时降低围护结构内基坑中间的地下水位至基坑坑底以下0.51.0m。 降水管井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，每次抽水把井内水抽干后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应增多，作到勤抽勤停。降水管井的井管暴露部分随开挖进度分层割断并回收。 （五）基坑挖土及钢管内支撑安装 基坑开挖前需先备齐经检验，合格的支撑及支撑配件，加支撑予应力的油泵装置等安装支撑所必须的器材，严防需要安装支撑时，因缺少支撑条件而延搁支撑时间。 基坑开挖采用明挖土形式。为了减少基坑暴露时间，土方开挖采用分层开挖，每层开挖中又分小段，并限时完成每小时段的开挖和支撑。 支撑施工要按先撑后挖、开槽支撑的原则进行。施工时先挖一条土槽放置支撑。当两根支撑安装完成后，挖去支撑中间的土体。 工作面挖出后，先施工型钢围檩，并保证支撑与墙面垂直，位置适当。量出两个相对应接触点之间距离以校核已在地面上拼装好的支撑长度。长度确定后即在预埋件上烧焊支撑钢垫箱。并按设计要求对每道支撑施加预应力。 加强对支撑预应力的观察，在前一次施加预应力后12小时内，观察预应力损失及墙体水平位移情况，并复加预应力，补足其损失的预应力值。 下一道支撑预应力的施加后，上一道支撑的应力会减少。此时，根据监测数据对上一道支撑补加预应力，直至达到设计要求。 开挖最下一道支撑下面的土方时，应将浇筑砼垫层以及浇筑钢筋砼底板的材料、设备、人力等工作准备就绪，以便在基坑挖好后即连续进行下道工序，务求在坑底挖好后的24内小时做好早强砼垫层。在垫层达到设计强度要求后浇筑素砼底板支撑。混凝土底板支撑达到设计强度后方可拆除临时支撑。 （六）支护体系监测 本工程基坑支护安全等级为二级，基坑最大水平位移不允许超过50mm，土方开挖时每天观测一次，遇雨季时加密检测。当水平位移达到50mm，地面沉降达30mm或12小时内位移超过5mm时，及时通知设计人员及相关部门研究采取加固措施。 基坑开挖过程中严密监测基坑两侧道路和临时建筑物及围护结构的变位情况，如发现有开裂或变形较大的现象时，立即停止基坑开挖，迅速召集有关技术人员研究分析，制定有效的加固措施。 从整个深基坑施工过程的监测结果来看，基坑最大水平位移为43mm，水平位移最大值出现值位于靠近坑底的临时支撑的位置。地面最大沉降值为22mm，均在允许范围内，说明支护体系安全有效。 （七）拔桩 拔桩采用振动锤依靠附加起吊力的作用将桩拔除。拔桩前承台施工应已完成，基坑进行分层回填夯实。对于封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。也可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序与打桩时相反。为减少拔桩为周边建筑物及管线的影响，对拔桩后留下的桩孔，必须采用粗砂及时回填处理。 五、结语 1在施工场地条件允许的情况下，对于开挖深度达到8m10m的深基坑支护，采用拉森钢板桩是经济合理的。 2采用拉森钢板桩进行基坑支护具有可循环使用、节省工期、噪音小、文明施工效果好等优点。 3对于拉森钢板桩支护刚度小变形较大的缺点，施工中可以