拉森钢板桩支护技术在市政工程基坑支护中的应用

高永

（中国土木工程集团有限公司，北京 100038）

1 引言

近年来，随着市政道路建设数量的不断增长，出现了很多先进的施工工艺，拉森钢板桩支护技术就是其中的一种先进工艺【1】。由于市政道路在施工中，其沿线经常需要经过房屋、各种管线、既有道路等，为了不对沿线周边建筑造成影响、不中断交通、不对地下管线造成损害，做好市政工程基坑的支护工作至关重要。本文结合工程实例对钢板桩基坑支护技术的原理及应用进行详细分析与探究。

2 项目概况

本工程为国外某市政道路工程项目，该工程途经闹市区，是当地市政府重点项目之一，深受大众的关注。由于该道路全线需要改移排水管涵1 座，横穿市区主要干道，最终通往某海域，箱涵埋深为5～6m，因而必须进行深基坑施工作业。而这种深度的基坑作业，箱涵底所在地为冲积砂层的软土地基，含水量大且大部分为承压水，工程临海，地下水位极为丰富，施工难度相对比较大，加上该道路所经沿线交通流量大、途经市区重要建筑，因此在设计该道路基坑时，支护和止水是其中必须考虑的重点问题。经过相关工作人员的研究和探讨，本市政工程基坑支护设计采用拉森钢板桩支护技术，并且为了不中断交通，该工程将分为2 个施工段进行，先完成半幅道路，通车之后再继续另半幅工程。

2.1 水文

工程濒临某海，箱涵尾部直通该海域，经过实地勘探以及查阅当地地质资料得知，地下水位较高，约在地表下1m 以内，进一步加剧了基坑开挖支护难度。

2.2 地质

本工程道路所经路线大多为粉质黏土和粉砂，由于这些软土质需要该市政工程进行既有管线改移，需要开挖深度达5～6m 的基坑，该基坑底部所处土质为冲积砂层，经过勘探，本工程场地从上而下的土层依次为杂填土、种植土、粉质黏土、粉砂、中砂。

3 支护方案选取分析

在正式施工之前，工程师需要实地进行勘探，对该道路所经路线的地质、周边环境等有充分的了解掌握。经过勘探，可以发现由于本工程场地基坑开挖深度范围内的土层大部分都为粉质黏土和粉砂，这些软土含水量大，土质柔软，一旦处理不当，很容易出现坍塌现象，不仅会影响到整个道路施工进度，还会影响到周边已有建筑物、地下管线等，甚至可能会出现人员伤亡事故【2】。因此，做好道路基坑支护工作系重中之重。本次工程结合其基坑需要开挖的深度以及管道地基处理方式，综合考虑之下，决定采用12m 长的拉森钢板桩加1 道内支撑进行基坑支护。

1）在正式施工之前，设计人员需要跟施工人员交接好设计方案，确保他们对其有充分了解掌握，严格按照施工图纸，设置好基坑钢板桩。并注意为了不影响后续支模浇筑工作，在设置过程中还必须给跌水井预留出足够位置。

2）用于基坑支护的钢板桩，一般都是同一尺寸规格，若其设置平面形状是弯曲、不平整等情况，就会直接影响到后续钢板桩的设置工作，因此，施设计人员在设置基坑护壁钢板桩位置时，应该尽可能设置得平直整齐，尽量不出现不规则的转角。

3）腰梁安装。具体可3 方面进行探讨：

第一，作为基坑护结构的一个关键传力构件，设计师在设计锚腰梁时，应该考虑细致周全，如锚杆的水平倾角、锚固力，还有完成之后的装拆方法等，都需要考虑进去，以免后续施工中无法顺利开展。

第二，严格按照设计图纸位置设置好所有的钢板桩，并对每个桩的偏差进行测量，以便施工人员在进行腰梁加工和安装过程中，能够把这些偏差考虑进去，使得完成的腰梁更加合理、准确，其受力能够满足其设计要求。

第三，本工程腰梁采用组装方式进行。

4）在道路基坑施工过程中，施工人员需要注意的是：无论是挖土、吊运还是浇筑混凝土过程中，都不允许碰撞到支撑，也不允许随意将其拆除，支撑上面也不准进行任何作业，以免影响到钢板桩的支撑效果。

4 钢板桩支护施工实施

4.1 钢板桩支护方式

1）按照设计图纸要求的位置，将所有的钢板桩设置好。施工人员要严格按照相关的规范要求施打钢板桩，确保无倾斜、够平整。这不仅关系到钢板桩的支护效果，还会直接影响到基坑的止水。本工程采用的拉森钢板桩支护方式如图1 所示。

图1 拉森钢板桩围护示意图

2）拉森钢板桩支护技术通常都选用6～12m 长的工字钢，并使用高强度的螺栓或者钢板焊接的方式进行搭接，钢板支撑、钢管横顶采用可调螺旋基座对顶钢板桩，横撑顶紧，并焊接牢固。如表1 所示为拉森钢板桩技术参数。

表1 拉森钢板桩技术参数表

3）本次工程钢管支撑的设计间距为4m。

4）设计人员在设置支撑的层次以及标高时，必须要考虑周全，以免影响到后续的装管及浇筑等环节。

4.2 导轨架的安装

施工人员在进行钢板桩施工过程中，不仅要确保桩设置位置的准确、竖直，以及深度的精准，而且要避免其在施打过程中出现弯曲变形等不良情况，这时可以借助导轨架的设置【2】。目前，一般都是采用单层双面形式的导轨架，其是由导梁和围檩桩等构成的。在导轨架安装过程中需要特别注意的是：（1）为了确保导轨架位置的精准，施工人员可以使用经纬仪和水平仪来进行控制和调整；（2）导轨架的高度过高或过低均不行，以免影响到钢板桩施打的高度与效率；（3）由于导轨架的设置位置和高度会直接关系到钢板桩的施打效率和准确性，当导轨架一旦安装好后，其高度和位置就不能出现任何变化；（4）施工人员应尽可能确保导轨架位置的垂直，并不能碰撞到钢板桩，以免造成钢板桩位置的移动。

4.3 钢板桩的施打

1）在正式进行钢板桩施打作业之前，设计师必须实地进行勘探，确保支护桩在施打中不会遇到阻碍物，从而影响到工程的顺利开展。

2）正式施工之前，施工人员需要对所有的钢板桩进行认真全面检查，确保每根桩都符合规定要求，无锈蚀、无变形。

3）钢板桩在施工过程中，难免会发生倾斜，因此，需要随时监测每根桩的施打情况，若出现倾斜严重时，需立即停止施打，将其拔起重新进行施打【3】。

4）为了让钢板桩更容易被打入或拔出，每根桩在施打之前都应该在其锁扣内涂上油脂。

5）施工人员在进行钢板桩施打过程中，应该随时根据施工情况来转变施打顺序，直至将钢板桩敲入其设计好的标高为止。钢板桩施打的公差标准一般为：板桩轴线偏差为±10cm，桩顶标高偏差为±10cm，板桩垂直度偏差为2%。

6）钢板桩打入之后，需要对其进行闭水性检查，及时修补好漏水处。

4.4 钢板桩的拔除

钢板桩在基坑完成回填作业后，就可以将其拔出，用于下次工程。在正式拔桩之前，施工人员需要考虑好拔桩的顺序、时间以及土孔的处理【4】，不然很容易在拔桩过程中出现地面沉降等不良情况，从而影响到地下管线、周边建筑物等安全。本工程采用的是振动锤拔桩法。

4.5 钢板桩土孔的处理

施工人员需要及时处理好钢板桩拔除之后留下的土孔，目前，一般可以采用灌水震实与夯实法。

4.6 基坑排水、降水

基坑开挖之后，施工人员需要做好相应的排水措施，可以在其两边设置截水明沟，让地表水不会流到基坑内，影响到开挖工作。同时，坑内也需要设置临时排水沟，将坑内积水导向集水坑，并用潜水泵抽出坑内，汇入地面的排水沟。

4.7 基坑监测

基坑的监测也是本工程的一个重要环节，包括对支护结构的水平位移、地下水位、桩内力、支撑轴力等【5】。通常每天监测1 次，若发现有异常情况时，需适当增加监测频率，并采取适当措施给予调整。

5 结语

基坑支护是建筑工程施工的重要组成部分，工程中通过结合粉质黏土和粉砂软土质，提出采用12m 长的拉森钢板桩加1 道内支撑进行基坑支护。从工程应用情况来看，拉森钢板桩支护技术能较好地起到预期的支护效果。笔者认为，拉森钢板桩支护以其良好的优势可推广到市政工程基坑支护中。