H型钢与U型钢组合式基坑支护施工技术

马军

摘要：用H型钢作为主受力构件，U型钢作为连接支护体，H型钢与U型钢之间采用槽型插口式活动连接，形成一种铰接的锁口形式，并在两个型钢的插口之间留有15mm左右的间隙，用以校正型钢的垂直度偏差和型钢之间的间距偏差，通过两种型钢之间的锁口互连，形成灵活的组合式钢板桩从而达到对基坑进行支护的目的。

Abstract： H-beam is used as main force component and U-beam is used as connection support body. The H-beam and the U-beam are connected by slotted socket type activities to form an articulated lock type. A gap of about 15mm between the vertical deviation is left for the correction of steel and the gap between the profile deviation. Through the two types of steel interlocking between the lock， a flexible combined steel pile is formed to support the pit.

關键词：型钢；槽型插口；锁口连接；组合式钢板桩

Key words： steel；slot socket；lock connection；combined steel sheet pile

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0143-03

1 概述

在工程实践中发现，传统钢板桩支护应用于基坑存在着基坑变形量大、刚度不足、钢板桩垂直度难控制等问题，传统的拉森钢板桩和SMW工法桩基坑支护不能满足要求。

在借鉴国外同行经验的的基础上，由公司企业技术中心与项目部技术人员组成攻关小组，用H型钢作为主受力构件，U型钢作为连接支护体，通过两种钢板桩之间的锁口互连，形成组合钢板桩对基坑进行支护。该技术大大提高了施工速度，且避免了基坑支护墙体渗水、漏水及泥浆等现象，营造了一个干净、无水、整洁、安全的坑底作业环境，基坑墙体垂直、外观美也符合了安全文明工地施工的标准，带来了明显的经济效益和社会效益。

2 技术原理

①H型钢与U型钢组合基坑支护，是由H型钢作为主受力构件，U型钢作为连接支护体，通过两种钢板桩之间的锁口互连所形成的一种支护结构。H型钢与U型钢之间采用槽型插口式活动连接，形成一种铰接的锁口形式，在两个型钢的插口之间留有15mm左右的间隙，用以校正型钢的垂直度偏差和型钢之间的间距偏差。

H型钢与U型钢组合形式及锁口形式如图1所示。

②本施工工艺可选择多种不同规格的H型钢与U型钢进行组合，根据不同的现场地质条件，选用最佳的截面参数，采用定位模架施打钢板桩，可很好的保证支护结构的线形，从而提高基坑整体抗倾覆的能力。该种支护结构刚度大、强度高、止水效果好。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

现场查勘，清除地下障碍物，平整场地。

①场地的平整度。

设备进场前，场地必须达到“三通一平”。因本施工技术要求连续施工，故在施工前应对支护施工区域地下障碍物进行清理或移除，确保场地的平整度，提高调整定位模架的效率，从而有力的保证施工进度。

②场地的强度。

场地的强度也应有所保障，施工范围不能过于泥烂，施工场地范围需保证至少3-4m的空间，即支护内边线往外至少2-3m的使用场地，以保证定位模架的施工安放。

3.2.2 定位模架就位

①定位模架是本施工技术的核心，支护结构施工的快慢及垂直度完全取决于定位模架，一个定位模架一般可以施工6-8套组合型钢，即长度9.6m-12.8m；定位模架的重量不能过轻，一般使用的定位模架重量约在8-10吨左右，重量可以增加定位模架的稳定性，具体吨位可根据经验来判断；定位模架的高度一般在3-4m，保证施工H型桩的垂直度，误差控制在5mm以内。

②在定位模架的就位过程中，由当班班组长统一指挥，模架下铺设型钢，吊车在安放定位模架过程中要保持平稳，安放后应用千斤顶进行调整，保证定位模架的平面水平，上下垂直度误差应小于3mm，可以利用仪器或线锤进行控制（两端对角挂线锤，可控制上下和水平）。在定位模架调整完毕后，进行对定位模架的固定。调整好定位模架后用铁板与垫板焊接，确保在施工时定位模架不会产生下沉和位移。

3.2.3 H型钢、U型钢加工

开设吊装圆孔。为了方便吊装，H型钢使用前，在距型钢顶端100mm处开两个对称圆孔，孔径约80mm；U型钢则在对称两翼板处开两个对称圆孔，孔径约80mm。

3.2.4 H型钢与U型钢组合支护体施工过程

①H型钢施工。

1）先利用定向模架用振动锤一次打入4～6根H型钢（根据开设定向孔的数量）。2）H型钢通过定向模架时要尽量保持稳定，不能有大幅的晃动，当一切准备就绪时，开始下沉H型钢，先靠H型钢自重沉桩，当无法再下沉时，利用振动锤夹紧H型钢顶部振动下沉。3）根据经验，振动下沉过程中，H型钢的下沉速度不能过快，应保持在每分钟约2～3m左右。在振动下沉过程中，要时刻注意动滑轮的变化，保持动滑轮面接触到H型钢，保持转动。4）当H型钢振动至定位模架上层0.6m-0.8m时停止振动，开始下一个H型钢的施工。5）每一个H型钢的预留高度应高低不等，形成上下错位，有利于U型钢的施工。endprint

②U型钢施工。

1）施工完H型钢移除定位模架，用振动锤振动到设计标高后开始插入U型钢，依次类推，循环作业。2）当H型钢施工完毕后，开始插入U型钢，施工前，U型钢两侧的圆钢应切割成一个斜角，并涂上黄油，减少和锁口之间的摩擦力，有利于下沉，由于加工和运输的问题，U型钢的尺寸大小可能会发生些变化，且不是完全一致，所以在施工前需先量好相邻H型钢之间锁口间的间距，选择一个尺寸适合的U型钢。3）对位时，如果U型钢大于或小于H型钢间距时，可以用12P的铁锤进行敲击，尽量避免用葫芦拉型钢。

3.2.5 施工过程中的质量控制

①施工前材料与设备的检查。

1）型钢进场前需要进行外观检验和材质检验。原则上要对全部型钢进行外观检查，每一种规格的型钢至少进行一个拉伸、弯曲试验。对不合要求的型钢进行矫正，发现缺陷及时调整，以减少打桩工程中的困难。2）锁口检查，凡有弯曲、破损、锁扣不合格的均应进行整修，锁口内外应光洁，并呈一直线，全长不应有破损、缺损、扭曲或死弯。3）型钢的装卸采用两点吊，吊运时，每次起吊的数量不宜过多，注意保护锁口以免受损。

②定位模架接头处H型桩间的U型钢施工。

当施工完二个相邻的定位模架内的桩后，移走定位模架。将相邻的H型桩振动至离地面1M处。将U型钢对入H型桩两侧锁扣，启动振动锤将U型钢振入。然后依次将二个定位模架内的其他桩依次振动至设计标高，完成两组桩的施工。

3.2.6 钢结构支撑施工

在软弱地基支护施工中往往采用钢支撑对钢板桩进行支护的形式。

①鋼围檩施工。

钢围檩由型钢拼装焊接而成，在钢围檩跨中和支撑节点按其受力特点焊接等强度加劲板，使钢围檩成为连续梁体，焊缝满焊。钢围檩和支护桩内H型钢应有可靠连接。

②水平钢支撑施工。

1）钢支撑主要构件安装质量的检查和验收应严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）进行。2）钢支撑应做到使其轴心受压，因此支撑与围檩接触面设置钢垫板，斜撑与钢围檩节点设钢牛腿。

4 质量控制

①严格按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）标准进行施工。组合钢板桩结构施工前进行试验性施工，以评估施工工艺及各项参数对基坑及周边环境的影响程度，必要时调整参数，以确保工程的质量。

②重复使用的钢板桩质量执行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。重复使用的钢板桩允许偏差按表1执行。

5 综合效益分析

通过南通市达欣工程股份有限公司在工程实践中证明，H型钢与U型钢组合式基坑支护施工技术施工简便，工期短，止水效果好，成本低。与传统的支护结构对比有以下特点：

通过上述分析，该施工技术不仅安全经济，质量可靠，还可以提高施工进度，减少环境污染，有较好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]中国建筑科学研究院.JGJ311-2013，建筑深基坑工程施工安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]上海市基础工程公司.GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.endprint