拉森捷式鋼板樁基坑支護施工技術

成曉峰

(山西省第三建筑工程公司，山西長治 046011)

隨著國內基礎建設范圍持續拓展，特別是高層建筑的有效建設，更加推動了社會的進步。在建筑領域內深基坑施工頻頻皆是，然而針對地下水位高、周圍環境復雜、保證工人安全施工、工程造價合理等將是我們面臨的最大難題，因此采取合理的基坑支護措施將成為建筑工程施工階段的重中之重。鋼板樁作為一種新工藝，利用自身穩定性好、施工快、防水、可回收使用的優點，打入深基坑支護措施的市場，被建筑業廣泛的推廣使用。長治市樂苑三區3號底商住宅樓及地下車庫工程，位于長治市延安南路78號，基坑長度 66.2m，寬為 40m，開挖深度為 10.41m，選用“U”形、9m的拉森鋼板樁使用量為472t，錨索為3580m，圍檁為50t的工字鋼，鋼板為5.1t，工字鋼和鋼板均為Q235鋼，為了克服施工周圍環境復雜的難題，起到良好的防水效果，縮短施工周期，減少人力、物力和財力，降低工程造價，車庫工程采用拉森鋼板樁做深基坑支護，避免傳統的放坡法和土釘支護開挖不能滿足施工現場的要求，取得了較好的經濟效益和社會效益。

1 適用范圍

拉森鋼板樁作為一種新型的建筑材料，可適用于地下建造物和構造物的圍堰;大型管道設備鋪設;軟弱地基及地下水位高的作業場地;深基坑支護的地下擋土墻等支護工程。

2 特點

1)拉森鋼板樁強度高，耐久性好，樁間結合緊密，不易漏水。2)施工簡便、縮短工期，鋼板樁施工的原材可以重復利用，有利于降低工程造價。3)因場地狹小，采用鋼板樁可以減少基坑的土方開挖量，從而節約施工空間。4)施工具有顯著的環保效果，大量減少了取土量和混凝土的使用量，有效地保護了土地資源。5)基坑周邊使用鋼板樁支護可以保證工程基坑作業的安全性，而且安全時效性較強。

3 工藝原理

拉森鋼板樁的入土振動打、拔樁法均利用高頻液壓振動錘對鋼板樁施工振動力，擾動土體，使土體液化，破壞其與鋼板樁樁件的摩擦阻力以及吸附力，來施加壓力和拉力使鋼板樁插入或拔出。U形鋼板樁的接頭通過鎖扣相互連接，起到定位、連接、止水等多重功能。在鋼板樁的端頭焊接圍檁，再用直徑32的鋼筋錨入土體中，以保證鋼板樁支護的剛度(見圖1～圖3)。

4 施工工藝流程及要點

4.1 施工工藝流程

施工準備→熟悉設計圖紙→測量放線→邊坡放坡開挖→鋼板樁進場驗收→吊裝→就位→打樁→預應力錨索施工→安裝圍堰→錨索頭與圍檁緊固施工→具備下挖條件→鋼板樁拔除。

圖1 鋼板樁打、拔樁示意圖

圖2 鋼板樁接頭連接示意圖

圖3 鋼板樁施工立面圖

4.2 操作要點

1)鋼板樁整體穩定性、抗傾覆穩定性及抗隆起。

根據地質勘查報告中的土層參數，利用理正軟件確定深基坑支護中的增量法、彈性法、m法的計算要點，得出鋼板樁長度為9m，嵌固深度為3.59m，露出基坑外5.31m，其中圍檁錨固件為20的工字鋼，鋼板為20mm，錨桿為直徑32的鋼筋，間距為1m，錨固長度為20m，錨固段19.5m，自由段為0.5m。

a.整體穩定性驗算(見圖4)。

圖4 整體穩定性驗算簡圖（單位：m）

根據瑞典條分法，條分的土條寬度為0.40m，利用整體穩定性公式:

得出:整體穩定安全系數Ks=1.892＞1.3。

b.抗傾覆穩定性驗算。

根據規范要求，抗傾覆安全系數不小于1.0～1.5。KT=2.162＞1.2，滿足規范要求。

c.基坑抗隆起穩定性驗算見圖5。

根據公式驗算:Ks≥1.15～1.25。

圖5 抗隆起驗算簡圖（單位：m）

2)打樁過程中樁體的垂直度、標高控制措施。

打樁時，首先，依據基坑(77.6m×51.3m)開挖設計要求，測放出鋼板樁打設的位置線，并用白石灰標示出鋼板樁打設位置;其次，施工過程中設置導架，用導梁和圍檁來控制沉樁的位置，間距為2.5m;再次，用水準儀控制第一根樁樁頂標高，每隔兩根樁，降低第三根樁的標高30cm為該樁頂面的標高，然后依次測設，使打入的樁整齊，受力均勻;最后，因鋼板樁的垂直度控制在5mm以內，打樁過程中用兩臺經緯儀從兩個方向上控制鋼板樁的垂直度，邊打邊檢測，發現偏移不大時通過吊機調整吊點的方位來控制垂直度。如果偏移比較明顯時，應拔起重打(見圖6，圖7)。

圖6 打樁錘夾鋼板樁節點圖

圖7 打樁過程圖

3)錨桿在鋼板樁端部支護工藝。

工作面挖出后，在打入低于30cm的鋼板樁上焊接牛腿支架，然后用兩排20號工字鋼作圍檁，再用20mm厚、30cm×30cm的鋼板，焊到圍檁上，要求圍檁與連接板焊接牢固，焊縫不得小于8mm。最后用錨固件把直徑32鋼筋穿過鋼板錨至土體中，錨固長度為20m，錨固點的間距為1000mm(見圖8，圖9)。

圖8 錨桿與圍檁連接圖

圖9 轉角處圍檁連接及焊接的支架圖

4)減少拔樁過程對地下結構的危害。

拔除鋼板樁時，要綜合考慮拔出鋼板樁的順序，即先打的后拔，后打的先拔。拔樁過程中應先把鋼板樁端頭的錨固鋼筋割斷，然后利用振動錘產生的強迫振動，擾動土體，以破壞鋼板樁周圍土的粘聚力，依靠附加的吊力作用將其拔出。因本工程采用三面封閉打設，拔樁時起點應離開角樁5根以上，對于樁難拔的，用柴油錘將樁振下300mm，再與振動錘交替拔出鋼板樁。

5 質量控制

5.1 鋼板樁采購質量控制

1)所采購的鋼板樁必須有出廠合格證、材料證明和使用說明書，對有疑問的材料、設備禁止進貨。2)鋼板樁施工前應檢查鋼板樁是否完好，有無變形，進場前做好矯正工作，保證鋼板樁順直(見圖10)。

圖10 鋼板樁原材

5.2 導向架尺寸控制

導向架的標高及平面布置尺寸，嚴格按圖紙要求安裝，質量員對下料長度、導向架標高及牛腿焊接質量嚴格進行檢查。

5.3 鋼板樁插打質量控制

1)在第1片轉角鋼板樁下放時，需控制兩個方向的垂直度，且需在導向架入土后，采用電焊與圍檁固定。2)中間的標準樁及其他角樁在入土前，均需用線錘控制垂直度。3)由于鋼板樁之間通過鎖扣連接，因此，需用振動錘打鋼板錘，相鄰兩片鋼板樁下沉導致鋼板樁傾斜使得鋼板樁被卡而無法下沉。

5.4 鎖扣封堵質量控制

1)在對鎖扣封堵前，先用高壓小槍沖洗鎖扣，確保粘土封堵時不存在夾渣引起滲漏。2)當鎖扣內縫隙較大時，用內嵌橡膠條封堵，防止粘土擠出后出現滲漏。

6 實施效果

長治市樂苑三區1號樓及地下車庫工程采用拉森鋼板樁施工方法，質量有保證、工期快，相比傳統的土釘支護縮短工期20d，每天按5000元計算，節約資金10萬元，而且在基礎施工完畢，回填土后即可拔出鋼板樁，鋼板樁既可以重復利用減少浪費，還可以節約投資。采用拉森鋼板樁，在工期、質量及安全上均受到了建設單位和監理單位的一致好評，贏得了良好的社會信譽。

［1］GB/T 20933-2007，熱軋U型鋼板規范［S］.