鋼板樁支護結構在建筑基坑支護中的應用

陳蕓

南通市戴莊建筑安裝工程有限公司 江蘇 南通 226000

引言

在經濟快速發展的今天，建筑業面臨的競爭越來越激烈，但是建筑業卻依然興旺，全都是我們不斷加強各方面的建設，共同努力的成果。鋼板支撐結構是對深基坑和超深基坑支護技術的一種創新技術，這種技術使得建筑工程的施工效率得到了極大的提高，在一定程度上加快了工程的進度，也在保證工程整體質量的前提下，使工程結構更加堅固、可靠，是一項非常有效的創新技術。但是，這種技術的施工具有一定的難度，使用鋼板支撐結構的技術風險較大，因此要對其進行技術關鍵的掌握，并建立嚴密的監控機制。

1 深基坑支護施工技術概述

在整個建筑項目中，基坑是最基本的工作，它的好壞直接關系到建筑的整體質量。在基坑工程中，如何確保整個支護的質量，確保其安全是一個重要的問題。為保證工程的正常進行，相關的設計者應制訂與工程實際相適應的方案。在施工中應用鋼板樁支護技術，可以節約施工場地，施工簡便、快速；在實際工程中，它不會受到天氣等環境因素的影響，而且節能、環境友好[1]。

2 工程概況

江蘇萬達特種軸承有限公司新廠區工程，位于如皋市東陳鎮雙群村16、17、18、20組地段，本工程包含研發辦公樓、第二聯合廠房、第三聯合廠房、門衛及泵房、門衛二、第一聯合廠房及食堂、輔助設備間、熱處理設備間共8個單體，項目總建筑面積57797.22m2，是江蘇萬達特殊軸承有限公司、中機十院國際集團設計、如皋市巖土測量有限責任公司、南通方正建設監理、南通市戴莊建筑安裝工程有限公司的總承包。

2.1 綠色建筑工程竣工備案登記資料目錄

2.1.1 公共資料。如皋市綠色建筑竣工備案登記表；綠色建筑項目的設計審查；施工圖紙審核和驗收證書；建設單位營業執照，資質證書；施工單位營業執照，資質證書，安全生產許可證，施工合同；監理單位營業執照，資質證書，現場見證取樣監理證書；預拌混凝土企業的營業執照資質證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等；預拌砂漿企業的營業執照資質證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等；

2.1.2 設計文件。項目總平面圖（加蓋規劃審批蓋章）；經審圖機構蓋章的綠色專篇；建筑節能計算報告書；圖紙會審記錄（設計交底）；綠色建筑專項工程設計變更及施工圖變更審查文件；

2.1.3 施工方案和監理細則。綠色建筑節能工程的施工方案，審核表、施工方案；綠色建筑節能專項工程監理實施細則。

2.1.4 分戶樓板和分戶墻節能工程資料。地面隔聲保溫分項工程隱蔽驗收記錄及照片，隔聲保溫材料檢驗報告（見證取樣＼批次）；隔聲保溫材料企業的營業執照資質證書新材推廣證型式檢驗報告如皋的備案登記證等。分戶墻體隔音隔熱分項目的隱蔽驗收記錄和相片，隔音隔熱材料的檢測報告（現場取樣批）；隔音隔熱材料企業的營業執照、新產品推廣許可證、型式檢驗報告、如皋注冊、進場檢驗、核查記錄；

2.1.5 電線及暖通、空調工程資料。電線電纜與照明材料質量證明材料及復試檢測報告；新風系統相關資料；管道系統的緊密性檢查；通風空調節能材料、設備質量證明及復驗報告；空調、供暖、冷熱源、供熱管道的聯合試運行和試運行記錄；空調機的漏風試驗、設備節能試驗報告；

2.1.6 單體建筑檢測資料。現場熱力性能測試報告，公用建筑應逐棟檢查；住宅建筑按10%進行檢測（不同結構體系、不同保溫措施的，要分開進行檢測），室內環境檢測報告（逐棟檢測），噪聲檢測報告（逐棟檢測）；能耗分項計量上傳（政府投資公共建筑、大型公建及二星級以上綠色建筑）回執；能效測評報告；綠色建筑標識證書；工程綠色節能保溫的評估（自評）報告（四方蓋章）；單體工程竣工驗收證明。

2.2 基坑支護設計方案

2.2.1 基坑邊坡支護方案選型。根據現場支護結構的特點，以及場地周圍的地下地質條件，結合我公司多年的同類工程實踐和成功經驗，進行了該基坑的選型和設計。在不影響工期的前提下，采取拉森鋼管內支承鋼板樁支護系統，保證完成一段后即可進行下一步的施工，不會耽誤工期，施工場地土壤為軟黏土，拉森鋼板樁內支承組合鋼結構系統安裝簡便，施工方便，而且可以很好地解決了在施工中出現的坑壁止水問題，克服了其他支護方案存在的缺陷[2]。

3 鋼板支護樁的組成結構及其形式

3.1 鋼板樁支護簡介

鋼板樁具有施工簡便、投資低等特點。其結構包括鋼板樁、錨桿（或內錨碇結構、腰梁等）。由于鋼板樁自身的撓度比較大，如果采用適當的支承或拉索體系，將會產生很大的變形。但是，當基坑深度超過7m時，除非有多層支承或錨桿，否則不能采用鋼板樁。鋼板樁是一種具有重量輕，強度高，鎖口緊密，施工方便，施工迅速的特點。

3.2 鋼板樁的種類

目前國內已有兩種鋼板樁：國產和進口。國內的鋼板樁主要有拉森和包型四種。國內鋼板樁在施工中的使用環境較為嚴苛，在較淺的基礎上采用較多。由于進口鋼板樁具有良好的施工性能和造價優勢，在工程施工中得到了廣泛的應用，日本、美國等國家采用了大量的鋼板樁。日本有拉森Z型、直腹型、H型、組合型等，美國有Z型，拉森型，直腹型等。并根據不同的施工要求，制造了幾種非標型鋼板樁。在設計施工前，應依據有關施工手冊和施工經驗，結合地質、水文等條件，對鋼板樁的類型進行初步的選擇[3]。

4 鋼板樁支護在建筑工程實踐中的使用特點

在實際施工中，針對該基坑工程的特點，結合經濟、技術、工期等因素，對鋼板樁的具體選擇進行了優選，從項目成本的角度出發，確定了最佳方案。在大型工程場地中，采用鋼板樁時，需要綜合考慮多種因素。

4.1 鋼板樁的支撐必須符合一定的力學原則

鋼板樁是一種具有強度高、適應性強、結合緊密、防滲性能好、施工簡單快捷、可多次利用的基坑支護結構。

要達到這種優異的性能，首先要達到其設計的內力需求。鋼板樁的內力分析主要是針對鋼板樁在反彎節點的受力進行計算，而相應的計算則要考慮到鋼板樁在實際施工中的最小埋深，并將其簡化為等直梁，但是需要指出的是，考慮到土壤情況的不確定、多變，在計算時取入土深度時，必須保持一定的余量，而余量要乘以1.2。

4.2 支撐體系自身也要符合一定的力學規律

支撐體系的內力計算主要是對桁架、柱體（或拉錨體）的內力進行分析，而圍檁是由均勻荷載下的連續梁，按工程力學及結構力學有關的設計與設計規范進行計算與檢驗。

4.3 鋼板樁的支撐體系必須保證其穩定

在實際工程中，鋼板樁的穩定驗算是基礎工程設計與計算中的一個關鍵問題，也是保證整個工程安全、有效地進行的關鍵。其內容主要有兩項：整體穩定檢查和局部抗顛覆穩定檢查。對整個系統的穩定性進行檢驗，通常是以土層的弧形滑動面來進行，這與斜坡的滑動面計算是不一樣的。在考慮支承的情況下，在考慮支承的情況下，由于支承的設計和計算已包含了整個結構的穩定要求，因此，在考慮支承的情況下，可以采用簡單的驗算方法。

5 施工中主要措施及技術要求

5.1 深基坑施工的檢查

在工程實踐中，對深基坑支護技術進行了嚴格的檢測。首先，在開挖之前，承包商應組織專門的施工技術人員，對此項技術進行專門的檢測。而且，由安全監管人員對原料等進行檢驗，確保后續工程的順利進行。對基坑周邊環境進行全面的調查，按照技術規范和技術要求，結合工程的特點，確保其支護質量，各階段的設計人員都要認真負責，對其進行各階段的支護是否能夠滿足設計要求。在安裝時，要有經驗豐富的技術人員共同組織、協調，對發現的問題進行集中討論，提出改進的辦法，修正下一步的技術方案，糾正施工工藝上的不規范，從而防止施工質量的問題，從而確保了項目的總體質量，推動了施工企業的可持續發展。

5.2 基礎鋼支撐結構

地基鋼筋的安裝要考慮到地基的保護與安全。經過精確的計算，可以保證基坑的施工安全。根據計算結果，在支承槽鋼時，必須采用鋼接頭。由于槽臺鋼在渠道兩側的雙排鋼板樁上，因此必須確保其穩定。

6 內支撐施工

6.1 支撐施工方法

支架按鋼架安裝進度安排，原則上應貫穿，并在每個支架貫通后立即進行預應力處理。支撐先將支撐安裝標高引至已開挖的坑壁，統一標高，同一條支承在同一水平面上，以標高焊于坑壁托架，然后將支座固定在坑內支座上，并及時施以預應力。

6.2 施加預應力

在支撐體系中，使用活絡頭進行預應力作用。根據設計的需要，為了有效地控制支護結構的變形和沉陷，首次支承設計預應力為150kN，分兩次進行預應力，其中，在單支承貫通時，預應力為30%，第二次支承完全貫通時，預應力為80%。

6.3 單根支撐安裝施工程序

在支撐安裝第一條支撐進行開槽前，應按挖溝的次序進行，逐條貫穿支撐，并施加預應力。支撐安裝的注意事項①將鋼架安裝在工作臺上，將其裝配至設計長度，然后進行裝配。②在承重梁與鋼板樁間留有縫，采用C20砼將接縫填實。

7 鋼板樁施工

7.1 鋼板樁施工要求

7.1.1 鋼板樁在進場之前必須檢查，確保其平整，檢查合格的鋼板樁堆放時不能發生塌陷、彎曲、撞擊。

7.1.2 對于小型的企口鋼板樁，在打樁前，應先將黃油、瀝青或其他封閉的物質填充，以保證鋼板樁的整體性能及止水作用；在下一樁與前一樁之間的鋼板樁鎖口必須用套鎖進行檢驗。

7.1.3 拉森鋼板樁是一根一根地打出的，它是由振動打入而成。在施工過程中，首先采用打樁機起重，再用振動錘將鋼板樁的頂端固定。

7.1.4 在進行鋼板樁施工時，必須對樁身進行調整和平整；首先施工定位樁，再用導軌鋼進行加固；最后的封閉位置應采用屏蔽法進行沉樁，如果收口不能合攏而形成開口，則在開口處設置一個額外的樁頭，并將其緊固在主樁上。

7.1.5 相鄰的兩個鋼板樁的垂直節點位置應該是垂直的，而樁的節點長度不能大于50%。

8 結束語

在建設工程中，由于基坑周圍環境復雜，深基坑的開挖和支護越來越困難。鋼板樁在建筑施工中有著無可替代的地位和內在的價值，它將逐步得到廣泛的應用。