浅谈框架桥深基坑钢板桩支护施工

黄生海

摘 要：本文结西成客专陕西段Dgk242+788.81框架桥的施工实践，就我国西南地区铁路框架桥深基坑钢板桩支护施工的关键工序和技术控制进行了了简要阐述。

关键词：铁路框架桥；深基坑；钢板桩支护；技术控制

中铁十九局集团第六工程有限公司承建的新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程XCZQ-7标段Dgk242+788.81框架桥，地处陕西省汉中市，属钢筋混凝土箱形桥，设计跨径为（8+12+12+8）m，开挖深度为5.5m，施工方法采用现场浇筑，出入口型式采用八字翼墙式、浆砌片石锥体护坡。本桥位于直线上，为立交而设，与线路斜交5°。现就深基坑钢板桩支护施工工艺进行介绍。

1.自然特征

1.1地形地貌

Dgk242+788.81框架桥位于汉江二级阶地，地形平坦开阔，地表已辟为耕地。

1.2地质条件

Dgk242+788.81框架桥工程范围内地层岩性，主要为膨胀土（σ0=80～100Kpa）厚度0～15.2m；粉砂层（σ0=180Kpa），厚度3.8m，粗圆粒土层（σ0=600Kpa），厚度1.6m，膨胀土层（σ0=150Kpa），厚度4.8m。本桥工程地基采用CFG加固处理，处理长度15m，持力层为粗圆粒土层。

1.3水文地质

地表水：本段地表水均属长江水系，主要为汉江及其支流褒河、濂水河、漟水河、湑水河、汶川河等，均为常年流水，水量随季节变化较大，主要接受大气降水补给。

地下水：汉中盆地中的地下水广泛分布于河谷阶地、漫滩、山前冲、洪积平原第四系地层中，其类型主要为第四系松散层孔隙水，埋深一般小于20m。承压水含水层埋深一般在70m以下。

本桥基坑开挖深度为5.5m，线路左侧翼墙基础临近施工便道2m，右侧翼墙基础临近即有铁路边坡坡脚7.3m，路基施工车辆及火车通行对基坑安全有一定影响，各段施工都需做好围蔽和疏导工作。

1.4施工条件

Dgk242+788.81框架桥工程投入的拉森钢板桩采用OT22型，宽600mm，高260mm，厚10mm，长9m。采用DZ90振动打桩机/锤进行钢板桩打拔。在桥身施工时钢板桩的平衡力由板桩与桥身间的主被动土压力提供，在八字墙施工时钢板桩的平衡力由墙身与围檩提供。拉森钢板桩之间用工40a型工字钢围檩进行连接，围檩与每根拉森钢板桩之间空隙打入木楔抵紧。

2.钢板桩施工

2.1钢板桩施工的一般要求：

（1）板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在翼墙基础边缘外留有施工作业面。

（2）基坑护壁板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。

（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。

2.2板桩施工的顺序

板桩准备→导架安装→板桩打设→偏差纠正→围檩安装→横撑梁安装→拔桩→桩孔处理。

2.3板桩的检验、吊装、堆放

（1）板桩的检验

对板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的板桩进行矫正，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、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

（2）板桩吊运

装卸板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

（3）板桩堆放：板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：

①堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；

②板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

③板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5 根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4 米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2 米。

2.4导架的安装

在板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，需设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。

导架采用单层双面形式，由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.5米，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

安装导架时应注意以下几点：

（1）采用全站仪和水准仪控制和调整导梁的位置。

（2）导梁的高度要适宜，要有利于控制板桩的施工高度和提高施工工效。

（3）导梁不能随着板桩的打设而产生下沉和变形。

（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与板桩碰撞。

2.5板桩施打

（1）板桩用吊车起吊振锤施打，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。

（2）打桩前，对板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩，不合格者待修整后才可使用。

（3）打桩前，在板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过1%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

（5）钢板桩插打采用25吨吊车作为起吊设备，z90型振动锤逐片插打，打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

钢板桩插打顺序：汽车吊起吊振动锤-振动锤夹正钢板桩-起吊钢板桩对准锁口插入-调整钢板桩平面位置-开启振动锤缓慢下沉。

板桩打设的允许公差标准：板桩轴线偏差±10cm，桩顶标高±10cm，板桩垂直度1%。

（6）基坑转角处要使用转角板桩，若没有此类板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。

（7）对钢板桩打入困难地段可采用长螺旋钻机引孔，钢板桩打入后，应及时用细砂将孔隙回填。

2.6围檩安装

为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙设置围檩，围檩设于开挖面以下150cm处，钢板桩打入完毕，桥身施工完成，八字墙基坑开挖至1.5m处施作围檩。围檩用工字钢或角钢组成，通过工字钢与桥身预埋钢板焊接牢固。

2.7板桩的拔除

基坑回填后，要拔除板桩，以便重复使用。拔除板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。

（1）拔桩方法

Dgk242+788.81框架桥工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

（2）拔桩时应注意事项

① 拔桩起点和顺序：对封闭式板桩墙，拔桩起点应离开角桩5 根以上。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。拔桩的顺序最好与打桩时相反。

② 振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。

③ 起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。

④ 供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2.0 倍。

⑤ 对引拔阻力较大的板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。

2.7板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法，填入法所用材料为砂。

3.结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团第六工程有限公司西成客专陕西段Dgk242+788.81框架桥深基坑钢板桩支护施工合格率100%，完全满足了设计要求，并为工程高效开展奠定了坚实基础。