拉森鋼板樁在砂質粉土層地基基坑圍護應用研究

【摘要】通過某砂質粉土層地基基坑的圍護結構進行比選，確定了安全可靠的拉森鋼板樁結構形式，雖然拉森鋼板樁僅作為臨時圍護設施，但應注重對監測方案的實施，及時反饋監測數據，在確?；訃o變形數據在警戒值以內安全可靠的前提下進行坑內池體構筑物施工。

【關鍵詞】基坑工程；圍護；拉森鋼板樁

一 引言

本研究課題以上海某工程為依托針對該項目中的8個深基坑進行了研究，主要在施工實踐中探索研究拉森鋼板樁有效的施工方法。本文結合該工程對深基坑的拉森鋼板樁施工、降水措施、以及工程監測等內容進行研究，總結施工管理及控制措施，探討有效的施工組織方法，達到提高深基坑綜合施工技術及施工規范化管理的目的。

二 、方案比選

1、與槽鋼鋼板樁比較

槽鋼鋼板樁幾乎沒有防水性能，不能夠有效的阻止流沙、管涌等現象的發生。容易造成圍護結構的不穩，必須在基坑外設置有效的降水措施，否則，無法在基坑內進行施工。

2、與水泥攪拌樁（SMW工法樁）比較

水泥攪拌樁（SMW工法樁）施工周期長、成本投入大、不能進行回收周轉再利用，對地面污染較大。

3、拉森鋼板樁的優點

具有強度高、防水性能好、使用壽命長、綠色、節能等優點，尤其在防洪、塌方、塌陷的搶險救災中見效特別快。施工簡單，縮短工期，采用拉森鋼板樁支護，對周圍環境影響較小。施工簡便，工序簡單，質量容易控制，工期容易保證。

三、拉森鋼板樁施工工藝研究

1、施工流程

測量放線→打鋼板樁→圍護內側井點降水→土方開挖至第1層內支撐標高以下20cm處→第1層內支撐安裝→土方開挖至第2層內支撐標高以下20cm處→第2層內支撐安裝→土方開挖至基坑底設計標高→平衡層傳力帶施工→鋼筋砼底板與60cm池壁施工→外壁防水層施工、回填土方→拆除第2層內支撐→鋼筋砼池壁施工至上部施工縫處→外壁防水層施工、回填土方→拆除第1層內支撐→上部池壁與頂板施工→外壁防水層施工、回填土方→井點管拆除→拉森鋼板樁拔除。

2、圍護線測量

依據基坑開挖設計截面寬度要求及拉森鋼板樁支護設計圖，用全站儀測放出拉森鋼板樁圍護邊線，四個角點的位置用插入鋼筋頭固定，用施工線拉線，并用白灰灑線，劃出鋼板樁打設位置。

3、拉森鋼板樁施打

（1）根據本工程深基坑圍護設計方案，在深基坑拉森鋼板樁施工前，在深基坑周邊相應基坑1.5倍深度范圍內的工程樁（預制混凝土管樁）需要做灌芯保護，灌芯混凝土的深度為低于深基坑深度2米，混凝土達到7天的強度以后，深基坑才能進行土方開挖。根據該措施要求，在施工拉森鋼板樁之前，先把其周圍1.5倍深度內的其他工程樁土方挖除后，先進行灌芯混凝土施工。

（2） 本工程深基坑底標高位于-3.950m～-7.000m，處在砂質粉土層地基區域，該層土層特性滲透性較好，在基坑開挖期間容易出現管涌、流砂等不良情況。為避免此類情況發生，本工程深基坑支護采用拉森IV型鋼板樁，規格：400*170*15.5mm，樁長為12米和15米兩種，采用“小齒口”的搭接方式，插入比約為1.5。拉森鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一，施工中要注意以下幾點：

①打樁前，可在拉森鋼板樁的小齒口內涂抹油脂，以方便打入、拔出。

②在拉森鋼板樁插打過程中，隨著測量監控每塊樁的垂直度不超過1%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，必須拔起重打。

③拉森鋼板樁施打完畢后，根據設計要求用H型鋼圍檁將拉森鋼板樁分別連成整體。

4、圍檁與支撐構件的安裝

內支撐由H型鋼組成橫向和縱向雙向支撐體系組成，H型鋼的規格尺寸選用500×300×12×18。H 型鋼沿鋼板樁周長方向設置雙拼。圍護樁內雙向支撐體系設置在距離鋼板樁頂端以下1.5m處根據設計要求在鋼板樁內壁相應位置焊接H型鋼托架（牛腿），然后在托架上進行H型鋼的焊接施工。

圍檁及支撐安裝方法：

本工程拉森鋼板樁擬采用一道鋼管支撐（深度超過6米設置2道），測繪放線→按實際尺寸拼裝φ 609 鋼支撐→吊裝φ 609 鋼支撐→拼裝活絡接頭 →施加預應力→焊接鋼支撐節點→第一根支撐安裝完畢， 接連安裝下一根支撐→每根支撐方法類同。

采用平衡層傳力帶作為支撐構件的一部分，是一個重要突破，由于本工程基坑面積較小，在土方開挖至設計標高后，在坑內構筑物底板與鋼板樁之間設置混凝土傳力帶作為平衡層，作用有兩個：一是起到防坑底土壤窿起的作用，由于土方挖除卸荷后，坑內土壓力變小，易導致坑外流沙、淤泥“壓進”坑內。二是起到固腳的作用，土方挖除后，拉森鋼板樁受到坑外土方側壓力，支點位于坑底腳處，但由于土質軟弱，導致土方主動土壓力支點位置下移，使鋼板樁的受壓能力降低，由于平衡層的施工，能夠有效地保持其支點的固定性，從而使拉森鋼板樁的抗土側壓力能力提高。

5、坑內輕型井點降水

本工程采用坑內輕型井點降水，由于土質為砂質粉土層地基，容易造成流砂等不良情況發生，所以在正式土方開挖之前，在坑內沿拉森鋼板樁凹處插入輕型井點進行降水施工，為提高降水效果，在插入輕型井點管前，先預開挖坑內1米左右的表層土。把地下水位降到基坑底標高1米以下處方可進行土方開挖。

6、鋼板樁的拔除

待基坑內結構施工完成并達到設計要求的強度后應進行回填土施工，需拔除鋼板樁以便重復使用。進行鋼板樁拔除施工前應結合場地條件研究合理的拔樁方法和順序，否則可能由于拔樁過程中產生的振動影響周圍地下結構的安全或者拔樁時帶出的土體過多引起地面明顯的沉降和側移，影響到周邊既有地下結構和新建結構、或地下市政管線的安全。

拔樁方法：本工程拔樁采用振動錘拔樁：利用振動錘產生的強迫振動，擾動土質，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。

鋼板樁土孔處理：拔樁后應及時灌水、灌砂，將拔樁后留下的空隙填實。

四、監測實施、預警值設置

1、為確?；又苓叺墓こ虡对诨邮┕て陂g的安全，在施工期間設置了相應的監測控制點進行監控。進行樁頂水平及豎向位移監測、樁外側深層土體的水平位移（測斜）、樁坑外的水位監測等，及時提供準確、可靠變形數據。并加以分析，使其成為一個監測基坑安全的重要依據。

2、監測報警值：①、樁頂垂直位移：警戒值：速率（4mm/d），累計值（35mm），②、樁頂水平位移：警戒值：速率（4mm/d），累計值（35mm），③、坑外地下水位：警戒值：速率（500mm/d），累計值（1000mm），④、基坑測斜：警戒值：速率5mm/24h，累計35mm。

五、結語

拉森鋼板樁能夠保證其適用性、互換良好，可以周轉使用。降低了建設費用投資。施工簡單、速度快，工期短。降低了對施工空間的要求，在施工場地相對比較狹窄的地方能發揮其優勢。具有明顯的環保效果，有效的減少挖土土方量和混凝土的使用量，避免污染土壤環境。救災搶險的時效性較強，如防洪、塌方、塌陷、流沙等。

參考文獻

[1] 《關于進一步加強本市基坑和樁基工程質量安全管理的通知》（滬建交[2012]645號）

[2] 《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012

[3] 《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）