钢板桩在基坑支护施工中的应用

查湘义

摘要：在基坑施工过程中，地下水的渗入以及土质不良往往容易引起边坡塌方的现象。而钢板桩支护结构不仅能够止水，而且施工方便、防护性能良好、成本较低。本文对钢板桩在施工中的应用情况进行了分析，提出了钢板桩施工时应注意的事项，为对类似工程提供参考。

关键词：钢板桩；基坑支护；工程应用；注意问题

随着城市化的发展，大量的高层建筑和基础设施不断在兴建当中，如地下商场、地下停车场、地下管线、各种污水处理系统等，这些工程开挖基坑深度深、规模大、施工周围环境复杂，面临各种各样的施工风险。为了保证基坑开挖过程中的安全稳定，钢板桩支护是一种应用十分广泛的支护技术。它是一种运用钢板桩作为围护挡墙，相互并排组合在一起共同起到挡土和挡水的作用，待基坑施工完毕后，将基坑土方回填，然后利用起重机等将钢板桩拔出回收利用。

1 钢板桩的简介

钢板桩一般采用槽钢、工字钢或定型钢板桩，槽钢长度一般为6～12m，定型板长度一般为10～20m。槽钢作为钢板桩材料，一般在开挖前将钢板桩用打桩机打入土中，然后边挖土，边加横撑稳固，槽钢之间采用搭接组合。

钢板桩施工工艺为：测量放线-安装导向钢围檩-打设钢板桩-拆除围檩-开挖-安装 拉锚或支撑-基坑内构筑物施工-基坑土方回填-拆除拉锚或支撑装置-拔除钢板桩。安装围檩的目的是保证钢板桩垂直打入和打入后钢板桩墙面平直。钢板桩在支护时具有如下优点：①围挡结构承载力强，结构安全，材料自身重量较轻，施工较为方便；②钢板桩接口咬合紧密，水密性能好，可防止地下水渗入；③钢板使用寿命长，耐久性好，保护措施良好的情况下可以使用50年；④施工成本低，不需要混凝土和钢筋等其他材料，还可以减少土方开挖量，钢板桩可回收重复利用；⑤施工速度快，适用于各种土质的加固处理。

2 钢板桩的工程应用

某污水管道安装工程，污水管材采用玻璃钢夹砂管，管道最大埋深8.9m。根据地质勘探结果显示，地下水位高于管底标高，地下水位有流沙层，水渗透系数较大，管道基础位于黏土层上。管道铺设沟槽两遍有高压电线杆、居民住宅区、办公大楼，距离为5～15m。根据以上施工因素，选用拉森Ⅳ型钢板桩支护方案。该钢板桩截面为槽型，套型锁口，长度为8.5m，内设400mm×100mm的槽型钢横撑，采用300mm×200mm的H型钢撑杆。沟槽分三阶段开挖，第一阶段开挖0.5～1m的杂填土层，第二阶段开挖黏土层，并按1：0.75的坡度放坡，第三阶段为砂砾层，含有地下水，采用开挖直槽并支设钢板桩。为了减少地下水的渗入，沟槽开挖时采用集水井降水。整个工程施工过程中，钢板桩支设牢固，加上联合进行地下水降水工作，未出现流沙、管涌等病害[1]。

某商场地下车库基坑工程，基坑周围有住宅和地下燃气管道，根据地质勘探结果，土质为素填土、粉土和淤泥质黏土。地下水位为地表以下6～7m处，为雨水补给型的潜水。考虑施工现场拥挤，不具备放坡开挖的条件，经方案比选采用拉森Ⅵ型钢板桩支护，同时设置井点降水。根据基坑开挖深度，设计钢板桩长度为12～15m，采用小企口搭接连接。基坑分两阶段开挖，第一阶段开挖至地表以下2m处，并按1：0.75自然放坡。第二阶段，采用直槽加钢板桩支撑。为了保证钢板桩打设垂直，采用H型钢作围檩，围檩长度9m。钢板桩打设之前先安装定位桩和导向架，打设时控制好第一根桩的垂直度，并用测量仪器控制打设方向，确保其余板桩垂直。为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用过程时防渗性能，每片钢板桩锁口都均匀涂抹混合油，其体积配合比为黄油：黏土=2：1。从工程施工监测结果看，保证了工程施工安全性和经济性[2]。

某新建铁路桥墩承台基坑工程，基坑开挖深度为2.5～3m，地质情况自上而下依次为粉质黏土、粗圆砾土。采用钢板桩支护方案，钢板桩为拉森IV型钢板桩，长度为6m，地表以下0.5m处安装一道腰梁，在开挖至设计标高后设置第二道腰梁，以保证土方开挖后钢板桩支设牢固。钢板桩打桩时，为了保证钢板桩打设垂直，预先安装导向架，然后将10～20块钢板桩成排插入导架内，使其呈屏风状然后再施打。施打时，先将排桩墙两端的板桩打至一半的板桩高度，使之作为其它钢板桩打设时的导向桩，然后在按顺序打入其余的板桩。本工程从板桩开始打设至钢板桩全部拨出历经6个月施工周期。通过业主及监理验收，该支护方案安全可靠，加快了施工进度，保证了主体工程顺利进行，具有良好的经济效益[3]。

3 钢板桩施工时应注意的问题

钢板桩施工最关键的工序是钢板桩的打设，关系到钢板桩止水和防护安全，因此在施工过程中应注意以下问题：

（1）打桩前，应对钢板桩逐根进行检查， 剔除连接锁口锈蚀、 变形严重的钢板桩， 不合格的需要重新修整后方可使用， 并在钢板桩的锁口内涂油脂， 以方便钢板桩的打入和拔出。

（2）打桩过程中若发现板桩入土过慢，桩锤回弹过大，应查明原因，进行处理后方可继续施打。

（3）保证钢板桩在施打的过程中随时测量监控每块桩的斜度，并保证不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时， 应拔起重新施打。

（4）为了保证施工安全，防止流沙、管涌等病害的发生，在打设钢板桩后应联合采用施工排水措施。

（5）在拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及对拔除后土孔的处理，否则，由于拔桩的振动影响，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，并影响临近建筑物、构筑物或底下管线的安全。

（6）基坑施工完成后，及时回填基坑土方，并对拔桩后留下的桩孔，用碎石等回填密实。

4 结语

作为基坑支护的一种方法，钢板桩在基坑或沟槽开挖过程中起着安全、止水的作用，既能保证施工安全，又能满足施工的进度和经济成本，因此该支护方案在基坑施工中得到了广泛的应用。但是在钢板桩施工过程中，除了要注意钢板桩支设稳固、垂直度等因素外，还应该注意板桩的侧土压力和钢板桩的位移变形情况，特别是在开挖到设计标高阶段，为沉降变形的最大关键点，也是最容易出现施工风险的环节。

参考文献：

[1]寇殿良，莫一宁，刘启岚.钢板桩在市政排水管道基坑支护中的应用[J]，广西城镇建设，2010，（11）：7375.

[2]魏仁明.鋼板桩支护在基坑工程中的实际应用[J]，四川建材，2015，41（3）：8284.

[3]杨威，肖长华，李程远.钢板桩支护技术在赵家里特大桥深基坑支护中的应用[J].施工技术，2014，43（12）：6568.