后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩施工技术分析

罗帅,朱晏礼,刘嘉锋,韦朋余 （中国建筑第二工程局有限公司，上海 200135）

1 技术特点

对于基坑面积较大，但规划红线距离工程结构较近的基础支护，可通过后排锚拉代替锚杆，减小拉森Ⅳ型钢板桩的锚固长度，适合红线较近的工程。

后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩规格为常用的400×170，后排锚拉桩与拉森Ⅳ型钢板桩一致，围檩为双拼32a工字钢和缀板组合而成，拉杆为C28圆钢与每侧锚具锚固后达到有效拉结，后排锚拉桩与拉森Ⅳ型钢板桩之间的距离为4m。

后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩作为代替锚杆式拉森Ⅳ型钢板桩，同样具备工期短、材料可周转、成本较低的特点。

2 适用范围

本技术可应用于基坑面积较大、规划红线距离工程结构较近、周边管线等较为复杂情况，对土质要求不高、开挖深度6m以内、支护变形对建筑结构影响较小的基坑支护领域。

3 工艺原理

本工艺通过拉森Ⅳ型钢板桩后侧每4m设置一组同规格的后排拉锚桩，代替锚固过长的锚杆进行拉结，在满足支护结构的条件下，减少了拉杆的水平距离。

围檩设置在支护结构的顶部以下250mm的位置，后排拉锚桩通过C28圆钢的拉杆，拉住基坑边的拉森Ⅳ型钢板桩，从而抵抗土体对钢板桩的作用力。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

施工准备→桩位放样→板桩准备→施打设备进场→施工定位桩、固定导向型钢→板桩打设→偏差纠正→到达桩顶标高→围檩及拉杆设置→拔桩。

4.2 设计要点

4.2.1 钢板桩

后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩主要采用常见的拉森NKSP-Ⅳ(L)型钢板桩为导流槽，钢板桩截面尺寸为宽度400mm，高度170mm，厚度15.5mm。

4.2.2 双拼工字钢围檩

围檩由上下两个32a工字钢及左右两个300×50×12的缀板组合而成，上下两个工字钢净间距为40mm。

图1 钢板桩围檩截面设计

图2 钢板桩围檩施工

4.2.3 平面布置图

后排拉锚桩每间隔4m设置一组，每组根据实际环境及工程要求进行设计，钢板桩与后排拉锚桩为同种规格的拉森Ⅳ型钢板桩，且二者水平间距为4m。

图3 平面布置图

4.2.4 立面大样图

钢板桩设计长度12m，双拼工字钢围檩设置在钢板桩顶部以下250mm处，围檩中部采用C28圆钢拉杆，使得后排锚拉桩有效拉结钢板桩。

图4 立面大样图

4.2.5 与传统形式的对比分析

传统拉森钢板桩一般采用内撑或锚杆对钢板桩抗土作用力及抗倾覆进行加强，内撑式局限性较大，仅适用于规模小的局部支护形式，且钢板桩之间的距离较大，会造成支撑成本的增加。对于支护长度较长，基坑面积较大的基坑，一般采用传统预应力锚杆对钢板桩进行拉结。传统预应力锚杆与本技术钢板桩拉结通过对比得出以下结论。

与传统锚杆相比，工序更为简便。两种方式主要在锚固阶段存在差异，锚杆需要进行工作平台搭设、钻机的安装、成孔清孔与风干、锚杆设置、锚固段注浆、高压劈裂注浆、锚具设置、拉结以及自由段封孔和平台拆除几个环节。而后锚拉森钢板桩则仅需按前排钢板桩进行定位、插打、锚具及拉结。

与传统锚杆相比，质量更为可控。采用锚杆进行拉结，在满足对前排拉森钢板桩的质量控制的同时，需要对孔位(坡面纵、横向±50mm、孔口高程)、钻孔倾角、水平方向角(孔轴线倾角、孔轴线方位、孔底偏斜在钻孔深度的3%)、孔径(设计孔径的+5%，0)、孔深、锚孔清理进行把控，尤其需要对注浆情况及注浆体强度进行检查。而后锚拉森钢板桩则将重点放在钢板桩质量、围檩及拉结阶段，进行严格管控，更有利于质量管理。

与传统锚杆相比，工期更为有序。采用锚杆形式时，拉结前注浆需达到设计强度的75%方可进行，这就使得现场除了锚杆施工本身所需的工序时长外，对于锚杆灌浆强度的提升需要占用一部分工期。虽然通过合理的流水作业可以有效地压缩，但相比于成品钢板桩而言，可以大大减少施工的时长，更有利于后续工作的有序开展。

与传统锚杆相比，成本更为节省。传统的锚杆施工，需要增加锚杆环节的施工成本。特别是钻孔等机械设备的使用、锚杆和注浆料的采购、人工费的增加，在增加施工成本的同时，也加大了现场管理与核算的投入力度。而对于后排锚拉式钢板桩，采用的是与前排指标一致的材料进行施工，在充分利用钢板桩自身成品的优势下，对于成本的控制也更为有利。

4.3 施工要点

4.3.1 施工准备

现场施工前应平整好场地，便于机械进出、移动和施工。施工前需对钢板桩、工字钢等材料进行检验，进场后需按材料种类和施工便利的原则进行分类和堆放，钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦且坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场，必要时对场地地基土进行压实处理。钢板桩每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3m～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。

用于基坑临时支护的钢板桩，主要进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等，新钢板桩必须符合同厂质量标准，重复使用的钢板桩应满足检验标准，否则在施工前应予以矫正。

4.3.2 定位桩施工

开始打设的起到样板导向作用的为第一、二块钢板桩位置和方向，是后续施工能否保证精确的基础，故每打入1m应测量一次。因为后锚固是先插打钢板桩后施工围檩，所以需严格保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，在打桩前根据准确的支护中线定位放样点设置定位桩。

4.3.3 板桩打设

①拉森钢板桩用升降机就位后采用履带式液压挖土机PC-300，在打桩过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过1%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。施工期间若出现难打的部位或区域，可采用水刀引孔措施。

②本技术前后排钢板桩采用单桩打入法。这种方法是以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块（组）插打，直至工程结束。这种打入方法施工简便，可不停顿地打，速度快。但单块打容易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。在打入初期要缓慢试打，在确认桩的位置和角度无误后，再转为正式打入。

③板桩最后闭合处采用屏风式打入法，是将10～20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入,一次打入深度一般为0.5m～3.0m。

4.3.4 拉结设置

钢板桩施工顺序分两阶段，首先施工前排，施工完成后施打后排锚拉桩。待拉森钢板桩前后排施工完成或局部施工完成后，进行围檩设置，围檩由上下两个工字钢及左右两个缀板组合而成。拉结位于围檩处，采用圆钢将前后排钢板桩有效拉结。

4.3.5 拔桩

①对于封闭式钢板桩墙，拔桩开始点距离桩角至少5根以上，可以采用间隔拔除，拔桩顺序一般与打桩顺序相反。

②拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩顺序和拔桩时间及桩孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，给已施工的地下结构带来危害。

③拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以达到减小土体粘附的目的，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100mm～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。

④对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料可选择粗砂或者双液注浆。回填压实系数不小于0.94。

5 结语

NO.2020 G10地块项目应用后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩施工技术，通过拉森Ⅳ型钢板桩后侧每间隔一段距离设置一组同规格的后排拉锚桩代替传统预应力锚索，在满足支护结构的条件下，减少了拉杆的水平距离，降低了材料的造价，通过比较计算共节约成本约16.36万元。实践表明，通过后排锚拉式拉森Ⅳ型钢板桩施工技术，支护完全可以满足设计要求，对于狭窄范围内基坑工程中的施工有极大的借鉴意义，此项施工工艺值得大力推广。