拉森鋼板樁在太化基坑支護工程中的應用探討

吳 文 生

(山西宏廈第一建設有限責任公司，山西 陽泉 045000)

拉森鋼板樁在太化基坑支護工程中的應用探討

吳 文 生

(山西宏廈第一建設有限責任公司，山西 陽泉 045000)

以太化新材料園區工程為例，對工程的水文地質條件進行了分析，確立了鋼筋混凝土灌注排樁支護+深層攪拌水泥樁作止水帷幕與拉森鋼板樁支護兩種基坑支護方案，并對兩者作了對比研究，指出拉森鋼板樁方案可有效節約成本，縮短施工工期，確保施工安全。

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隨著國家現代化建筑的發展，一方面基坑的開挖深度在加深，開挖面積在擴大，另一方面各種軟土地基也不斷地被開發利用，這就給我們提出了新的基坑支護課題，基坑支護技術是一個綜合性的系統工程，這項支護技術關系到土與支護結構的共同作用力情況下土體的力學性能，如強度、變形、穩定。鋼板樁支護技術在擋土、擋水，基坑支護等工程中起到了重要作用。這種支護技術具有高效，環保，節能，綠色等特點，而且能夠保證安全，具有很好的防水功能，節約支護成本。這里通過太化新材料園區工程實例有效地證明了拉森鋼板樁在軟土地基施工中的支護作用效果良好。

1 工程實例

1.1 工程概況

陽煤集團太化(搬遷)清徐化工新材料園區45萬t/年硝酸，44萬t/年硝銨裝置項目擬建場區位于清徐縣經濟開發區內，地形較為平坦，現場區標高在758.1 m左右，該場地地貌單元屬于沖、洪積平原。本工程的結構形式為鋼筋混凝土水池，水池高度為5.4 m，因地下水位較高，因此采用水池分為地下與地上部分，±0.00=757.7 m(現場地形標高為+0.4 m)，水池基底標高為-3.5 m，實際挖深達3.9 m。

1.2 地質條件

1.2.1 場地地層巖性

在基坑支護設計深度范圍內的地基土為第四紀全新統沖洪積層，巖性主要為粉土，自上而下依次為：

第①1層粉土：褐黃色，含云母、氧化物、植物根系等，混有粉質粘土，濕、稍密，具有中等～高壓縮性。層底埋深平均3.14 m。

第①2層粉土：褐黃色，含云母、氧化物等，混有大量砂質成分，濕、稍密，具有中等壓縮性。層底埋深平均5.16 m。

第①3層粉土：褐黃色，含云母、氧化物等，混有零星砂質成分，濕、稍密，具有中等壓縮性。層底埋深平均6.32 m。

第②層粉土：褐黃色，含云母、氧化物等，混有砂質成分，局部夾薄層粉質粘土，濕、稍密～中密，具有中等～高壓縮性。層底埋深平均11.11 m。

第③層粉土：褐黃色，含云母、氧化物等，混有砂質成分，局部夾薄層粉質粘土，濕、中密，具有中等～高壓縮性。層底埋深平均14.44 m。

1.2.2 各土層物理力學性質指標

基坑開挖深度影響范圍內各土層主要物理力學性質指標見表1。

表1 各土層主要物理力學性質指標表

1.2.3 地下水位情況及排水措施

本場地地下水類型屬孔隙潛水，水位埋深0.8 m～0.9 m，水位標高756.16 m～756.45 m，地下水以重力水形式存在于孔隙中，徑流條件一般。場地地層采用管徑400 mm管井法進行降排水。

2 支護方案比較

結合本工程現場施工地質條件、工程造價控制、基坑開挖深度等情況，基坑支護初步確定兩種支護方案：一是采用鋼筋混凝土灌注排樁支護+深層攪拌水泥樁作止水帷幕；二是采用拉森鋼板樁支護。

2.1 方案設計

2.1.1 鋼筋混凝土灌注樁+水泥攪拌樁支護

本方案選用鋼筋混凝土灌注樁與水泥攪拌樁結合體系支護，既提高了支護結構體系的強度，又增強了止水效果。該方案的圍護結構體系是雙頭攪拌樁做止水帷幕，灌注樁頂設置帽梁，灌注樁有效長度為14 m，水泥攪拌樁為14 m。

2.1.2 拉森鋼板樁支護

本方案選用拉森Ⅳ鋼板樁支護，圍檁和橫撐采用400×400H型鋼。由鋼板樁入土深度不小于樁長的1/3等原則，選用樁長12 m。拉森鋼板樁加支撐體系進行基坑支護的體系結構，同時還具有封水功能，在基坑四周設置降水井。

2.2 方案比選

2.2.1 優缺點比較

鋼筋混凝土排樁+水泥攪拌樁支護方法止水效果比較好，且施工方便快捷，可以進行機械大開挖，有利于提高施工進度；但是灌注樁與水泥攪拌樁的施工周期較長，且在涌水較大的軟土地區易發生質量問題使樁變形，從而影響樁的強度；灌注樁中的鋼筋是不可回收的。

拉森鋼板樁支護方法，適用于淺水區域的軟土地基施工，具有很好的封水及擋土的功能。鋼板樁設置支撐的這種結構的受力體系大大增強了鋼板樁的穩定性。這種支護結構最大的優點是其施工工藝成熟，可再回收利用，具有止水性好、施工周期短、抗側壓力強、可再回收利用、環保耐用等突出特點。

2.2.2 成本比較

經本工程的應用預算可知，拉森鋼板樁方案造價最低，灌注樁加攪拌樁方案造價較高；拉森鋼板樁還可以重復利用，且較為環保耐用，施工周期相對其他支護方案也是最短的，因此從工程成本節約方面考慮是最佳選擇。

3 施工控制

1)確定施工范圍：開挖范圍為設計基礎底邊線向外擴大1.5 m～2.0 m。

2)清障：支護區域表層土進行清理，一般清理厚度約為2 m～2.5 m，清理表層部分必須挖平，并設置排水井，盡可能的將地表水抽走。

3)測量控制：根據設計要求，進行定位及測設鋼板樁軸線，安裝鋼板樁導向梁或挖設沉樁導向溝，打設12 m拉森鋼板樁。

4)機械設備：采用小型打拔樁機，此款打拔樁機主要配備在150 t小型挖掘機上，液壓振動錘作為沉樁動力。土方開挖深坑部分采用150 t小型挖掘機，這樣的機械設備符合節約成本的要求。

5)樁體施工：鋼板樁支護必須按照設計要求，各種參數必須符合要求，如樁的長度、位置、垂直度、標高等。樁體位置偏差，軸線均不宜超過50 mm，垂直度偏差不宜大于1%。圍檁距鋼板樁頂0.5 m處，注意圍檁與鋼板樁焊接要緊密，因開挖深度為3.9 m，在做好鋼圍檁后，可一次性開挖到底。

6)基坑施工監測：基坑支護完成后采用水準儀和經緯儀進行監測，監測點應布設在鋼板樁的頂部，測量開始對布設的基準點進行2次起始測量，要求基準點數據準確，達到減小誤差的目的。基坑監測按照基坑內土體開挖的進度部署，直到基坑全部回填后，鋼板樁拔樁完畢。

7)鋼板樁的拔除：基槽回填施工完成后，即可拔除鋼板樁。拔除鋼板樁時宜用振動錘，拔樁順序為：先打后拔、后打先拔。并盡量減少拔樁時所帶上來的土，拔出土體會直接影響到基坑周邊土體的穩定性。

4 結語

隨著現代經濟的不斷發展，各種建筑類型也越來越多，拉森鋼板樁的應用也明顯增多，且在基坑支護中越來越顯得重要。通過太化新材料園區拉森鋼板樁支護工程實例的應用得到了幾點值得借鑒的經驗：1)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，工期短，而且現場整潔；2)拉森鋼板樁可重復利用，節約鋼材;3)拉森鋼板樁支護，可以準確地根據建筑結構形式的寬度進行控制，防止超挖和塌方，減少開挖工程量，從而達到節約費用的目的;4)基坑開挖及粗破碎主體結構施工期間可以通過變形觀測對鋼板樁的位移進行有效控制，保證基坑安全。

[1] 劉俊巖.深基坑支護工程[M].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[2] 李光輝.拉森鋼板樁在基坑支護中的應用[J].公路與汽運，2008(1)：39-41.

[3] 常敏基，劉月棟.鋼板樁在深基坑支護中的設計與應用[J].科技風，2010(4)：65-66.

[4] 許開成，袁志華.鋼板樁在基坑支護中的應用[J].江西建材，2000(4)：11-12.

The application discussion of Larsen steel sheet pile in Taihua foundation pit support engineering

WU Wen-sheng

(ShanxiHongxiaFirstConstructionLimitedLiabilityCompany,Yangquan045000,China)

Taking the Taihua new materials industrial park project as an example, this paper analyzed the engineering hydrogeology condition, determined two foundation pit support schemes making reinforced concrete bored piles support + deep mixing cement pile as water curtain and Larssen steel sheet pile support, and made comparative research on both, pointed out that Larsen steel sheet pile scheme could effectively save cost, shorten construction period, ensured the construction safety.

Larsen steel sheet pile, foundation pit support, scheme, comparison

2014-07-10

吳文生(1964- )，男，工程師

1009-6825(2014)27-0076-02

TU463

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