某高层建筑电梯井基坑拉森钢板桩支护施工技术

石清华

摘 要：某高层建筑工程2#楼电梯井位置开挖较深，地下水位高，土质较差，砖胎膜砌筑难度大，为保证基坑中土方开挖、降水及砖胎膜安全施工需求，拟采用拉森钢板桩支护施工进行围护。

关键词：深基坑；拉森钢板桩；屏风式打入法；变形监测；振动拔桩

中图分类号：TU857 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0008-03

Abstract： The elevator shaft in #2 building of a high-rise building is excavated deep， the underground water level is high， the soil quality is poor， and the brick-foetal membrane masonry is difficult. In order to ensure the earth excavation， dewatering and the safe construction of the brick membrane in the foundation pit， Larsen steel sheet pile supporting construction is to be used for protection.

Keywords： deep foundation pit； Larsen steel sheet pile； screen driving method； deformation monitoring； vibration pulling pile

1 工程地质概况

电梯井基坑挖深-6.7m～-7.6m，长约12m，宽约8m，主要为人工填土、粉质粘土及砂质粘性土组成，开挖位置水位约在黄海高程-15.55m左右，伴随着开挖将会进行进一步降水。整个电梯井区域土质较差（如下图），对土方的开挖及砖胎膜的砌筑带来很大的困难。

地下水位较高，冲泡砂质土层，无法正常放坡开挖。

2 拉森钢板桩作为基坑支护的措施

针对电梯井基坑将近8米，地下水位较高的情况，项目总工考虑到拉森钢板桩入地深度不少于1/3的挖土深度，选用国内常用定尺的12m长度，在围护截渗方面采用环形布置的井点降水，使基坑土方能迅速挖至设计高程，基坑底面土层经处理验收后，尽快浇筑底板的混凝土垫层。该方案经专家评审后实施。

3 钢板桩施工人员、机械安排情况

打桩机械为一台履带式液压打桩机，桩锤上下振动而使板桩沉入，贯入效果好，板桩施工采用测量定位、逐根打入的施工方法。

4 本次钢板桩施工工艺及控制流程

钢板桩检验→钢板桩定位放线→开挖沟槽→钢板桩插入和预打→沉打钢板桩

4.1 打桩前的材料准备工作：钢板桩的检验

本次钢板桩都用新的，逐根检查，对进场的12m定尺钢板桩进行型式检验，外观质量应符合设计要求， 检查锁口和桩身、桩端的平整度。方法是对两侧锁口用一块同型号长3m的短桩作通过试验，以3人拉动通过为宜，对缺陷部位加以整修，对于锁口已损坏且无法修正的、桩身扭曲变形的应弃之不用。

4.2 打桩前的施工准备工作：钢板桩定位放线→开挖沟槽

（1）钢板桩定位放线

打桩前先将电梯井基坑施工影响区内的杂物清除干净，达到场地平整，为保证基坑边线开挖，根据围护结构尺寸结合其允许max水平位移并考虑施工误差（垂直、水平）进行外放，将钢板桩位置向外放出10cm～15cm作为施工轴线。对基坑场地标高进行复测，经监理复核后方施工。

（2）钢板桩的施工准备

为方便打入和拔出，桩打入前应在钢板桩的锁口内涂润滑油脂；并将桩尖处的凹槽底口封堵，避免泥土挤入。钢板桩为避免弯曲和变形，堆放时要平稳。

（3）单层导梁支架安装

为保证钢板桩垂直打入后板桩墙面平直，打桩方法选用屏风法施工。采用单层导梁，2×I45工字钢制作，每10～20块钢板桩组成一个施工段，对每一个施工段，先将其两端1～2块钢板桩打入，严格控制其垂直度，用电焊固定在导梁上，然后从一端开始逐块插打，为防治打入时钢板桩扭转造成钢板桩前的锁口，在钢板桩与导梁之间的两边空隙内设一只定榫滑轮支架，阻止板桩下沉中的转动。导梁位置垂直且不能与钢板桩碰撞。

4.3 钢板桩施工要点及质量保证：（钢板桩插入和预打→沉打钢板桩）

（1）钢板桩插入：用履带式液压打桩机将钢板桩放至插桩位置，插桩时将锁口对準。插打前，在锁口内应涂抹防水混合料。一条边线定为若干个施工段，每一施工段的第一块钢板为定位桩。

（2）沉打钢板桩：应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度～10度，再开动振动锤，利用振动力把桩沉至离地面1.0m～1.2m停止，（防止施工打第二根桩时因相邻摩擦力太大而把第一根桩带入土中）。然后再吊第二根、第三根逐步插打。

（3）钢板桩的固定：为防止打桩时将相邻已到位的桩因摩擦力太大而带入土中，要求每打完一根桩就在其顶部用电焊与相邻的桩焊接固定，联成整体，加大抗压摩擦力以防止板桩移位。组拼桩时应用油灰和棉絮捻塞拼接缝。

（4）钢板桩的垂直度：在打桩机就位后，校正桩架的垂直度；施工中钢板桩应测导向围檩施工打；打桩开始第一块钢板桩的打入位置和方向应准确，使起导向样板的作用，入土1米测量一次；为防锁口中心线位移，可在打桩行进方向的桩锁口处设卡板，阻止板桩位移，同时在围檩上预先标出每块钢板桩位置，随时纠偏。用两台拓普康ES-52全站仪测量，确保桩顶的标高准确。

（5）倾斜纠偏方法：在插入打入过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，如出现倾斜和锁口结合部有空隙时可用轴线修正法修正；如发现较大倾斜时，要用钢丝绳拉住桩身，边拉边打逐步纠正；当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔出重打。

（6）支护安全措施：钢板桩施工完成应有足够力量的坑内支撑加以固定，以保证围护结构安全。整个基坑施工期间，在挖土、吊运物资、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑、任意拆除支撑、在支撑上任意切割、电焊、搁置重物。

5 钢板桩施工卸荷措施：土方开挖

（1）考虑到钢板桩外侧土压较大，需对钢板桩外侧3米宽、3米高范围内的土方進行挖除卸荷，待基坑内砖胎膜施工完成后再按设计要求进行回填，以保障围护结构的稳定性。

（2）开挖过程中需留意钢板桩附近的地质（土质与水位）情况，根据地勘报告，上述位置均可能存在砾砂、砂质粘性土、粉质粘土等土层，开挖较厚的砾砂时需密切观察钢板支护的变形情况，确保支护体系安全。

（3）土方开挖过程中的伴随作业面土方标高下降，需不断对基坑进行四面环形井点降水，减少钢板支护内外水位差。

（4）安全保护措施：开挖过程中全程须有专职安全人员在现场旁站，密切观察钢板桩支护的稳定情况，并在发现钢板桩支护发生变形、异响等紧急情况下，第一时间疏散作业面附近工作人员。

6 钢板桩变形监测

每天上午8：00和11：00、下午2：00和5：00各2次对钢板桩顶水平位移进行变形观测，钢板桩打完后在其上方每隔10m定一个观测点，由专业测量员用两台拓普康ES-52全站仪每天对钢板的变形-水平位移检验复查，如变形过大（累计超过2cm），需疏散坑中及周边作业人员，并考虑采取土方反压或增设钢内支撑进行支护稳固。

7 钢板桩的拔除

（1）电梯井基坑部位砼浇筑完成后，采用挖掘机振动锤对拉森钢板桩进行振动拔桩。这种方法是利用振动锤对钢板桩施加振动力，扰动土体，破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出，具备效率高、操作简便的特点。

（2）拔桩顺序。拔桩顺序正好与打桩顺序相反，拔桩的开始点由围护结构的端部开始，必要时还可间隔拔除。

（3）拔桩时，为了减少土的阻力，可先用振动锤将板桩锁口振活，然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用振动锤将桩振打下100mm～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。为及时回填拔桩后的土孔，尽量让土孔填实一部分，在把钢板板桩拔至此基础底板略高时（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟。

8 结束语

通过拉森钢板桩施工，并结合四面环形井点降水的施工，使得电梯井基坑土方开挖在边坡安全、基坑底面干燥的前提下顺利实施，电梯井基坑施工顺利完成。

参考文献：

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[4]叶武建.拉森钢板桩基坑支护施工技术要点分析[J].科技创新与应用，2014（20）：219.