浅谈钢板桩在深基坑支护中的应用

（四川科宏石油天然气工程有限公司，四川成都市，610000） 汪世亮

（四川建筑职业技术学院，四川德阳市，618000） 易丽云

由于钢板桩自身的特点，使其在基坑支护中得到了广泛的应用，施工用途和地质环境条件的不同，施工工艺和施工注意事项也有很大的差异，目前我国的钢板桩施工技术虽已成熟，但在深基坑支护中，相关技术还有待进一步加强，本文对钢板桩在深基坑支护中的施工流程、常见问题及施工注意事项进行了研究与分析，对今后的基坑支护和钢板桩应用具有一定的实践意义。

1 钢板桩支护结构设计分析

钢板桩支护结构设计时，首先要选择钢板桩的型式，目前我国市场上常见的钢板桩型式有U型钢板桩、Z型钢板桩、S型钢板桩、直线型钢板桩等。

在选择了钢板桩和支撑形式后，最重要的是对钢板桩的受力计算，由于钢板桩是在土体中插入，这部分外边部通常被视为悬臂梁。首先，根据勘察报告对相关土体的物理力学参数进行加权平均计算，并根据计算得到的值计算出支撑结构的土压力，计算出钢板桩的土压力一般是主动土压力，然后根据钢结构设计规范对钢板桩的抗弯强度允许值进行计算，从而得出悬臂板的长度。

然后对围檩分别进行计算，计算时以连续梁为计算单位，以支撑跨为计算单位，以支撑跨为计算单位，以钢板所受土压力为依据，确定其均布荷载。针对不同工况下三道围檩的长边和短边进行了计算，以保证其截面的抗弯剪强度。并按轴心受压构件计算支承压杆。

2 钢板桩施工过程中常见问题分析

为更好地分析钢板桩施工过程中出现的问题，首先对我国基坑施工中钢板桩所遇到的问题进行了分析，根据工程实践经验，钢板桩施工中出现的问题主要有以下几点：

（1）对钢板桩施工工艺不够重视，由于钢板桩施工工艺比较简单，有很多施工单位在进行钢板桩施工时没有进行可行性研究和施工进度计划的编制，而是根据经验直接进行，这虽然在一定程度上节省了时间，但造成了现场施工管理混乱，钢板桩材料堆放混乱，基坑开挖所占面积较小，如果施工工艺不合理，将增加钢板桩的施工成本。

（2）钢板桩施工图纸设计时应注意的问题。钢板桩施工图纸设计时，应根据实际地质条件，采用相应的土体物理力学参数，有很多设计者根据当地的计算文件，采用工程类比法，而不自己计算，照搬别人的方案，降低了工程造价。但由于工程情况多种多样，借鉴他人的方案设计未必适合当前的情况。此外，有些设计单位，在计算钢板桩受力时，没有严格按照有关规定，特别是计算围梁时，往往采用连续梁法，忽视了其合理性分析，最终导致设计文件不符合要求，提出的钢板桩型及其尺寸不能很好地适应工程需要。

（3）现场监督管理严重不足，地下工程最重要的一环是基坑开挖与支护，因为这是保证地下工程安全的前提条件，而在施工过程中，许多施工单位本末倒置，只注重基坑支护，忽视工程进度，常常造成基坑坍塌，发生安全事故。作为一种安全支撑结构，钢板桩在施工过程中往往被许多施工单位忽略，其位移监测相当于对基坑稳定性的忽略。

（4）施工后期问题。钢板桩是一种可再利用的工程设备，地下工程完工后必须回收。目前施工结束后，许多施工人员在拔出钢板桩时不注意拔出速度，造成钢板桩变形或回填土松动，影响工程质量，钢板桩变形严重影响接缝。拔桩后，不注意表面清理，会残留地下水和某些具有腐蚀性的物质，造成钢板桩桩身的腐蚀，降低了钢板桩的抗弯、抗剪承载能力，在二次利用时会出现失稳、鼓起等问题。

3 施工工艺流程及注意事项

在施工过程中，钢板桩支护施工工艺流程简单，操作方便，且成本较低，钢板桩可多次循环使用，因此在基坑支护中应用较为普遍。钢板桩施工时，首先是场地平整，施工前对施工路段进行护栏维护，确保行人和车辆的流通，钢板桩及打桩机械设备的放置位置处理，材料设备堆放整齐。其次是对施工场地地质条件的调查，一般是通过钻孔来完成，当钻孔布置合理时，即可一次获得正确的土层厚度和物理力学参数，便于钢板桩设计时确定尺寸。测定放样时，应严格控制钢板桩的放置位置，控制偏差在5cm左右。

一般情况下是用振动锤来打桩，在打桩时应根据施工图纸用水平仪或全站仪对某支护段两端的控制桩进行定位，用振动锤来固定控制桩，在固定控制桩时必须保证其垂直度，不能一次性将桩打进土中，应分几次，每次的入土深度应保证在1.5m～2.5m之间。一次打完后及时检查桩身垂直度，如有偏差应及时纠正。当控制桩安装完毕后，其余钢板桩依次在中间打入，同样控制桩的入土深度。在打桩时应注意两钢板桩接头处的摩擦，采取相应措施减少接头处的摩擦，确保接头处的稳定。

在对钢板桩进行基坑监测的过程中，开挖时采用分层对称开挖模式，当支架杆件设计标高为30 cm时即进行钢板桩维护结构施工，以保证钢板桩的稳定性。开挖施工过程中地下水通过钢板桩接缝渗漏时，接缝处采用防水止水材料及时处理。挖方时应注意减少对钢板桩的冲击，尽量避免因冲击造成的不稳定因素。保持建筑物的侧向变形、地下管线的位移、建筑物的沉降等均应控制在允许的范围内，进行开挖时，用全站仪或相应的设备对钢板桩桩顶的侧向位移和竖向位移进行监测。如桩顶的侧向位移与竖向位移在允许的范围内，则不用对钢板桩进行处理。如果发现钢板桩产生的位移比较大，钢板桩连接处出现鼓包等现象，应加强支撑体系，进行位移控制。

在施工结束后，钢板桩必须拆除，拆除时必须保证封底混凝土达到设计强度，铺设地下管涵，采用回填土进行回填，在保证不破坏地下管涵的前提下，对回填土进行分层压密，回填后，浇水让回填土经过一定时间沉降后，进行钢板桩的拔除。在拔钢板桩的过程中，要松动钢板桩，松动时间一般保持在5min左右，拔桩的速度不能过快，避免由于摩擦而使回填土产生松动，拔桩时若发现荷载突然增加，应立即停止拔桩，将其放下一定距离后再松动，然后慢慢拔。在钢板桩的拔除过程中，先拔除控制桩，然后是中间桩。

4 结语

钢板桩施工是一个简单的施工过程，但其涉及内容较多，对整个地下工程的施工质量、施工安全和工程造价都有很大影响。但很多施工单位对此重视不够，在深基坑支护施工中不能严格执行施工程序，钢板桩受力计算不够科学合理，后期处理不到位，严重影响了工程质量。本文讨论了钢板桩在深基坑中的应用，分析了钢板桩在施工全过程中应采取的各种措施，并对整个施工质量进行控制，这对我国地下工程的发展具有重要意义。