深基坑拉森鋼板樁支護施工與質量控制研究

閆紹松

【摘要】由于施工周邊環境因素復雜，地下水位變化無常，這就使得深基坑支護工作越來越顯的重要。本文結合無錫錫鋼浜XDG-2020-54號地塊工程實例，主要針對拉森鋼板樁支護施工及其質量管控的方法進行論述，希望能夠有效解決施工過程中出現的各種問題，從而保證工程能夠順利進行。

【關鍵詞】深基坑支護;拉森鋼板樁;施工技術;質量控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.056

1、項目概況

本項目地塊位于無錫市梁溪區，東側為塘南路，北側為清名路，西側和南側為錫鋼浜古運河，境內地勢平坦，建設條件良好。本項目整體劃分為一個標段開發，該標段范圍包括集中商業：地下一層總建筑面積為9021.21㎡，1棟5層商業、地下1層地下室組成，地上總建筑面積約15286.45㎡;街區商業：占地1560.47㎡，由3棟3層商業、地下1層地下室組成，地上總建筑面積4138.41 ㎡，有鋼結構連廊;文化山谷：占地約3500㎡，由1棟2層商業、2棟3層商業及地下1層地下室組成，地上總建筑面積約3300㎡，有鋼結構連廊;濱水商業街占地約10200㎡，由9棟2層商業、5棟3層商業（C-5#、C-10#、C-11#、C-12#、C-13#）。1號廠房（展示區及游客集散中心）：占地約1200㎡，3層商業。3號廠房（無界MUSEUM）：占地約2300㎡，4層商業。本工程圍護采用拉森小齒口鋼板樁，采用一道型鋼圍檁。型鋼支撐截面尺寸為H400×400×13×21型鋼。鋼支撐須開槽架設安裝，待支撐系統全部形成后，方可進行基坑開挖。鋼支撐安裝必須平直，每根支撐在全長范圍內的彎曲不得超過15mm。圍檁內側，采用10槽鋼焊接三角形托架，作為圍檁的斜支撐。

2、工程難特點分析

2.1不良地質條件對基坑施工影響

依據現場勘查取得的地質與地層的相關數據，施工場地是否存在地裂縫、滑坡、活動斷裂等不良因素的出現，施工場地有較破碎廠房老基礎殘留，屬于對工程不利的埋藏物，應進行處理。擬建場地地貌單一，擬建場地70m 深度范圍內地層為第四系全新統、更新統沉積物（主要為黏性土和粉/砂土等）組成。

2.2深基坑施工合理的現場平面布置

本工程基坑開挖深度5.7m，開挖面積約2.5萬m2，基坑安全等級為二級。根據《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》，本工程深基坑施工屬危險性較大的分項工程。

對策：（合理分區分塊施工）：土方開挖施工過程中應嚴格按照基坑施工方案進行，注重“時空效應”，以“分層、限時開挖”為原則，根據后澆帶進行分區開挖。挖土時嚴格按照設計要求及規范要求進行，基坑土方根據分區依次施工。大基坑（除汽車坡道）分為A、B、C共三大區域。首先同時開挖A1、A2區和C區土方，A1、A2區向前退挖，采用二級放坡1：1，放坡平臺不小于1.5m，分層開挖。C區按后澆帶情況分為5個小區，為預防管涌發生，跳倉開挖;A1、A2、C區域土方開挖墊層隨挖隨澆搗，開挖完成后進行B區開挖，待地下室結構完成后，進行地上結構施工。

3、拉森鋼板樁施工技術

3.1拉森樁及鋼支撐主要施工方法

3.1.1材料要求

⑴鋼板樁選用拉森Ⅳ號小齒口鋼板樁（9、12、15M）。所有進入到施工場地的鋼板樁，都要先進行樁身與外觀的查驗，板樁施打之前要在其咬口處使用黃油涂抹表層，從而確保其防水成效與施工的順利進行。

⑵基坑轉角處的板樁，應根據轉角的平面形狀做成相應的異型角板樁，且轉角樁和定位樁的樁長宜比其他板樁加長2m。

⑶鋼板樁堆放場地應平整堅實，組合鋼板樁堆放高不宜超過3層。

⑷鋼板樁的鎖口處不可出現變形與破損以及樁身不可出現彎曲的現象。后續施工的樁與先打樁之間的鋼板樁鎖口在其施工前要使用套索檢驗。

3.1.2打樁的步驟

⑴為了確保鋼板樁垂直方向符合條件，施工中使用兩臺經緯儀控制其方向與選用對周邊環境影響不大的振動捶打方式進行工作。

⑵施打的方式選用屏風式，能夠很好的保證其咬口閉合與垂直度的情況。通過使用板樁的數量與軸線就能夠調整好轉角處的咬口閉合的情況。屏風式施工法主要表現為：施工時，可先把屏風墻兩邊的鋼板進行施打到指定的高度，使其起到板裝的定位作用，而后打入的順序需要呈階梯狀施工。其操作的優點表現為：避免施工中傾斜誤差值的增大，其便于封閉合攏的完成，從而確保板樁墻的施工質量達標。

⑶樁身接頭在同一截面內不應超過50%，接頭焊縫質量應符合相關規范要求。

⑷鋼板樁樁位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

⑸若是在開挖后的基坑中出現維護樁壁滲漏水的情況，要立即進行堵漏，防止其影響后續工程的施工。

3.2支撐用途

⑴所用材料：使用的焊條為E43型號及采用Q235-B級的型鋼。

⑵連接構件的方式：①構件的接觸邊要進行滿焊施工，其焊縫的高度大于等于8毫米。②拉森鋼板樁與圍檁之間用高強密實混凝土填實。

⑶為了確保板樁與圍檁之間緊密結合，內部均勻傳力，在水平方向上設置支撐桿件和其在對應方位增加圍檁相應的作用力。

⑷為了提升施工安裝的精確性，基坑開挖到支撐的高度之后在每相隔1米的位置處，使用28A的槽鋼托架，在支撐與圍檁安裝到位后進行相關構件節點的連接。

⑸鋼構件的加工制作及安裝過程要嚴格控制好質量，所遵循的質量檢驗標準務必是符合相關國家規定的標準。

3.3 放線與溝槽的開挖

⑴依據規劃部門提供的水準點及控制線，務必要嚴格依照所設計的圖紙進行施工投測，建立高程引測點和軸線控制網。

⑵先將圍護樁的交匯控制點定位準確，而后依照控制點將維護的中心線放出。依據工作場地和樁徑的直徑使用灰線將維護中心線兩端標識清楚。

⑶依照維護基坑的控制線。對溝槽進行開挖施工，而所使用的挖土機的型號選擇為PC200。在施工開挖的過程中，要時刻確認地下是否存在其他雜物，若是有，要及時清除，將其開挖至維護壓頂梁的墊層底部即可。

⑷完成開槽后，依據鋼板樁的中心線位置采用經緯儀設備，將樁位分批次測放，用白灰灑落至樁位處，及時用Ф8鋼筋做好標記，其埋入土層的深度要大于等于30厘米，與此同時進行相關的保護措施。

⑸測量與放線：首先是現場技術人員對于相關的數據進行檢驗復核，然后由相關質檢員復查確認，再由項目總工程師審核評定，最后由監理工程師（業主代表）給予相關的簽字確認。

⑹驗收合格的樁位點與軸線由技術人員交接給施工人員，完成交接的樁位點的保護由施工人員進行負責。如果出現樁位點遭受破壞的情況，務必要重新施工測放。

3.4 堆放與吊運鋼板樁

在使用四點起吊的方式裝卸鋼板樁施工，吊運時，單次吊起鋼板樁的數量不可太多，務必要將鎖口位置保護好，避免其受到損傷。鋼板樁擺放位置要在堅固且平坦的地面，特殊情況下可對擺放場地進行夯實整平。

堆放鋼板樁要注意到如下幾點：⑴首先要將施工便利考慮在內，規劃好擺放的方向、位置、次序等。⑵堆放鋼板樁需要依照其規格、長度、施工部位、型號等，并且設置好對應的型號標識。⑶要求分類別堆放板裝，在堆放組合鋼板樁時，其高度不可超出三層，每層之間都要使用枕木墊上。一般情況下，其之間的距離設置為3～4米，并且要保證墊木在上下層的位置保持在同一垂直線上，其總高度不可超出2米。

3.5 施打鋼板樁

施工前先檢查鋼樁是否符合使用條件，如有問題要及時做出相應的修平與整理，將吊板樁孔設置到鋼樁上口補強板的位置，用黃油涂抹至鋼板樁內部的鎖口處，使用易拆卸物料將下口位置塞好，試驗時采用兩米的標準進行。所使用圍檁的樁務必要保證其水平與垂直，其位置牢固可靠與準確。其中圍檁支架的在地面上的高度要大于3米。圍檁間凈距比2根鋼板樁組合寬度大8-15㎜。當液壓錘鉗口鉗住板樁后將樁吊至插樁點處。先由二個人扶正樁身，根據施工前劃好的樁打入線開始打入第一根，第一根樁應保持垂直。接著打設鋼板樁，應對準前一根的位置，調整樁的垂直度，為保證樁的垂直度，用經緯儀加以控制，待垂直后，由專業指揮人員指揮，之后即可開始進行沉樁。沉樁至樁頂比自然地面高約0.2m。在10根樁位軸線以內調整圍檁轉角處裝的合攏。如果閉合出現困難，此處的鋼樁可以進行搭接處理，其后背要進行相應的防水處理措施。施工沉樁時，若是出現導向架中心線偏斜，要立即調整打樁機的位置。

3.6 閉合鋼板樁

在鋼板樁閉合的施工中，務必要確保兩端鎖口位置互相套牢，控制好沉樁的具體形態。要特別注意如下幾個方面：（1）閉合樁的過程中，其位置一定要選擇合理的方位，（2）閉合樁的兩邊的鋼板務必要在同一軸線位置，要時刻確保其垂直，且之間的距離要和鋼板樁的寬度相一致。（3）進行閉合樁的施工中，務必要將連接板全部切除，保證沉降過程中鋼板樁的伸縮自如。若是沉樁不順利，可將操作暫停，將相鄰兩根樁拔除。切記不可提高鎖扣位置，并且割除相鄰的連接板，才可使速度加快，直至符合設計標高的要求。沉降施工中出現操作困難時，不可強制進行沉樁的步驟，從而防止出現撕開縮口的現象。

3.7 查驗鋼板樁

工程中所使用的鋼板樁只是對基坑起臨時的止水與支護作用，故而無須對其材質進行查驗，只要求進行外觀的查驗，對不符合要求的鋼板樁要進行矯正整平，從而有利于打樁施工的順利進行。需要檢查的外觀主要包含其長度、厚度、寬度、平直度、鎖口狀態、表面缺陷等。查驗時需要注意的情況如下：①割除對影響鋼板樁打入的焊接處。②如有斷面、缺失、割孔的現象，要及時采取補強措施。③如果鋼板樁銹蝕很嚴重，要取其斷面的實際厚度，從而在計算中確認是否有折減的需要。施工場地鋼板樁的外觀要全部進行查驗，一旦發現鋼板樁不符合條件，要立即做矯正處理。

3.8 基坑開挖

依據內支撐的次序進行對應的土方開挖，在基坑頂部使用一臺長臂挖掘機進行施工。坑內輕型井點降水，待水位降至開挖面標高以下0.5m再進行開挖;開槽施工鋼圍檁，從自然土面向下挖至標高-3.7m，支撐安裝;開挖需要在達到污水池底標高的位置，并且要給人工清理土層預留出200毫米的距離。開挖施工結束后，要及時將積水排盡，而后將其填實整平后，澆筑砼墊層以達到保護基坑的作用。

3.9 內支撐的施工

基坑內部的內支撐與圍檁自上而下所設置的層數為1層，采用H400×400 ×13 ×21型鋼作為內支撐與圍檁的材料。

3.10 清理圍堰內側

在合攏鋼板樁的施工中，一般情況下使用的方式為機械開挖，操作時按照指定的某個方向施工。為避免開挖深度超出設計需要，可采用分階梯式的開挖施工方式，在達到一定深度后，使用人工清理基坑，且將排水溝與集水井的施工一起進行開挖，完工后立即完成抽水的步驟與澆筑混凝土墊層，從而避免基層遭受破壞。

3.11 鋼板樁拔除

在鋼板樁墻處于封閉式狀態時，拔樁的起始點至少離樁腳五根位置以上，特殊情況下可見間隔拔起。

拔樁的注意點有：⑴施工拔樁時，為了減弱土的阻力，采用震動的方式將鎖口處震松散，然后邊震動邊拔起。若是出現難以拔出的板樁，要使用柴油錘將其打入100～300毫米位置，而后與振動錘替換使用進行振拔與振打，而拔樁產生的孔洞，要立即填實處理。⑵起重的設備要跟隨振動錘的起動逐步增加荷載，一般情況下起吊力要小于減震彈簧的最大收縮率。⑶所使用供電電源的功率為振動錘電動機的額定功率的1.2～2.倍之間。（4）使用間歇震動的方式，針對拔出阻力較大的鋼板樁，每次用于震動的時間為15秒。連續工作的振動錘不允許超過1.5小時。

3.12 填實樁孔

鋼板樁拔除的作業要求：宜選用振動錘進行拔樁;鋼板樁在拔除時，應考慮拔樁對周邊環境的影響，及時調整拔樁速率。采用跳拔控制對周邊環境的影響，拔樁后產生的樁位孔穴應及時用注漿回填密實。

4、解析掌控拉森鋼板樁的施工質量

4.1 采購鋼板樁的質量

在購置拉伸鋼板樁時，務必要注意其出廠合格證、使用說明書及其他證明的材料。企業在采購相關使用設備時，其對應的說明材料務必要全面，以此才能確保其鋼板樁的質量符合條件。購買時還要對鋼板樁外觀的形態、表面完好情況進行查驗。綜上所述的內容都是施工之初需要關注的方面。

4.2 導架尺寸的掌控

施工安裝中務必要根據設計圖紙進行相關的工作，要對導架的標高與平面尺寸進行相關查驗，知悉導架的具體標高及長度，其中如有焊接處，其施工質量一定要符合相關的標準。

4.3 鋼板樁的打入

將兩個方向的垂直度都要控制嚴格，在其轉角鋼板的第一片處的施工中，要特別進行關注掌控，就是為了便于入土導架的固定，并且此時還需要工人進行電焊焊接的處理，圍檁的使用要緊隨其后，使用線錘確保其垂直度一直都符合條件。其次在其他角樁和中間標準裝入土前，還需特別關注的是在捶打震動鋼板樁時，導致相鄰鋼板樁的下沉，就有可能會出現卡死的現象，故而施工中的步驟要控制合理，防止出現相關聯的問題。

4.4 鎖扣處理

為了防止在粘土封堵的過程中出現夾渣的現象，從而引發滲透事故發生。故而在鎖扣封堵前務必要進行清洗的流程，使用高壓水槍來完成其步驟。如果封堵鎖扣是采用內扣的橡皮條，就有可使縫隙增大，而此時當粘土擠出后，就不會產生滲透的現象。

結語：

當前深基坑支護是工程建設中一個非常重要環節，為了有效提高深基坑施工質量，就應該提升相關支護工作的質量，而拉森鋼板樁技術就是其中的一種很實用的方法。故而相關方面的人員要持續對拉森鋼板樁的施工技術進行探究，不斷將施工工藝精細化、可操作化，控制好其中關鍵的施工技術，從而保障工程建設的發展與施工的安全。

參考文獻：

[1]《基坑工程技術規范》YB9258-97[S].

[2]《建筑基坑鋼板樁支護技術規程》DBJ53/T-74-2015[S].

[3]《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2020）[S].

[4]李建新.軟土地基拉森鋼板樁基坑支護施工技術研究[J].磚瓦，2020-06-10

[5]曹歡.淺談拉森鋼板樁在深基坑施工中的支護應用[J].中國建筑金屬結構，2021-04-16