后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術分析

羅帥,朱晏禮,劉嘉鋒,韋朋余 （中國建筑第二工程局有限公司，上海 200135）

1 技術特點

對于基坑面積較大，但規劃紅線距離工程結構較近的基礎支護，可通過后排錨拉代替錨桿，減小拉森Ⅳ型鋼板樁的錨固長度，適合紅線較近的工程。

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁規格為常用的400×170，后排錨拉樁與拉森Ⅳ型鋼板樁一致，圍檁為雙拼32a工字鋼和綴板組合而成，拉桿為C28圓鋼與每側錨具錨固后達到有效拉結，后排錨拉樁與拉森Ⅳ型鋼板樁之間的距離為4m。

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁作為代替錨桿式拉森Ⅳ型鋼板樁，同樣具備工期短、材料可周轉、成本較低的特點。

2 適用范圍

本技術可應用于基坑面積較大、規劃紅線距離工程結構較近、周邊管線等較為復雜情況，對土質要求不高、開挖深度6m以內、支護變形對建筑結構影響較小的基坑支護領域。

3 工藝原理

本工藝通過拉森Ⅳ型鋼板樁后側每4m設置一組同規格的后排拉錨樁，代替錨固過長的錨桿進行拉結，在滿足支護結構的條件下，減少了拉桿的水平距離。

圍檁設置在支護結構的頂部以下250mm的位置，后排拉錨樁通過C28圓鋼的拉桿，拉住基坑邊的拉森Ⅳ型鋼板樁，從而抵抗土體對鋼板樁的作用力。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

施工準備→樁位放樣→板樁準備→施打設備進場→施工定位樁、固定導向型鋼→板樁打設→偏差糾正→到達樁頂標高→圍檁及拉桿設置→拔樁。

4.2 設計要點

4.2.1 鋼板樁

后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁主要采用常見的拉森NKSP-Ⅳ(L)型鋼板樁為導流槽，鋼板樁截面尺寸為寬度400mm，高度170mm，厚度15.5mm。

4.2.2 雙拼工字鋼圍檁

圍檁由上下兩個32a工字鋼及左右兩個300×50×12的綴板組合而成，上下兩個工字鋼凈間距為40mm。

圖1 鋼板樁圍檁截面設計

圖2 鋼板樁圍檁施工

4.2.3 平面布置圖

后排拉錨樁每間隔4m設置一組，每組根據實際環境及工程要求進行設計，鋼板樁與后排拉錨樁為同種規格的拉森Ⅳ型鋼板樁，且二者水平間距為4m。

圖3 平面布置圖

4.2.4 立面大樣圖

鋼板樁設計長度12m，雙拼工字鋼圍檁設置在鋼板樁頂部以下250mm處，圍檁中部采用C28圓鋼拉桿，使得后排錨拉樁有效拉結鋼板樁。

圖4 立面大樣圖

4.2.5 與傳統形式的對比分析

傳統拉森鋼板樁一般采用內撐或錨桿對鋼板樁抗土作用力及抗傾覆進行加強，內撐式局限性較大，僅適用于規模小的局部支護形式，且鋼板樁之間的距離較大，會造成支撐成本的增加。對于支護長度較長，基坑面積較大的基坑，一般采用傳統預應力錨桿對鋼板樁進行拉結。傳統預應力錨桿與本技術鋼板樁拉結通過對比得出以下結論。

與傳統錨桿相比，工序更為簡便。兩種方式主要在錨固階段存在差異，錨桿需要進行工作平臺搭設、鉆機的安裝、成孔清孔與風干、錨桿設置、錨固段注漿、高壓劈裂注漿、錨具設置、拉結以及自由段封孔和平臺拆除幾個環節。而后錨拉森鋼板樁則僅需按前排鋼板樁進行定位、插打、錨具及拉結。

與傳統錨桿相比，質量更為可控。采用錨桿進行拉結，在滿足對前排拉森鋼板樁的質量控制的同時，需要對孔位(坡面縱、橫向±50mm、孔口高程)、鉆孔傾角、水平方向角(孔軸線傾角、孔軸線方位、孔底偏斜在鉆孔深度的3%)、孔徑(設計孔徑的+5%，0)、孔深、錨孔清理進行把控，尤其需要對注漿情況及注漿體強度進行檢查。而后錨拉森鋼板樁則將重點放在鋼板樁質量、圍檁及拉結階段，進行嚴格管控，更有利于質量管理。

與傳統錨桿相比，工期更為有序。采用錨桿形式時，拉結前注漿需達到設計強度的75%方可進行，這就使得現場除了錨桿施工本身所需的工序時長外，對于錨桿灌漿強度的提升需要占用一部分工期。雖然通過合理的流水作業可以有效地壓縮，但相比于成品鋼板樁而言，可以大大減少施工的時長，更有利于后續工作的有序開展。

與傳統錨桿相比，成本更為節省。傳統的錨桿施工，需要增加錨桿環節的施工成本。特別是鉆孔等機械設備的使用、錨桿和注漿料的采購、人工費的增加，在增加施工成本的同時，也加大了現場管理與核算的投入力度。而對于后排錨拉式鋼板樁，采用的是與前排指標一致的材料進行施工，在充分利用鋼板樁自身成品的優勢下，對于成本的控制也更為有利。

4.3 施工要點

4.3.1 施工準備

現場施工前應平整好場地，便于機械進出、移動和施工。施工前需對鋼板樁、工字鋼等材料進行檢驗，進場后需按材料種類和施工便利的原則進行分類和堆放，鋼板樁堆放的地點，要選擇在不會因壓重而發生較大沉陷變形的平坦且堅固的場地上，并便于運往打樁施工現場，必要時對場地地基土進行壓實處理。鋼板樁每層堆放數量一般不超過5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3m～4m，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2m。

用于基坑臨時支護的鋼板樁，主要進行外觀檢驗，包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、平直度和鎖口形狀等，新鋼板樁必須符合同廠質量標準，重復使用的鋼板樁應滿足檢驗標準，否則在施工前應予以矯正。

4.3.2 定位樁施工

開始打設的起到樣板導向作用的為第一、二塊鋼板樁位置和方向，是后續施工能否保證精確的基礎，故每打入1m應測量一次。因為后錨固是先插打鋼板樁后施工圍檁，所以需嚴格保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，在打樁前根據準確的支護中線定位放樣點設置定位樁。

4.3.3 板樁打設

①拉森鋼板樁用升降機就位后采用履帶式液壓挖土機PC-300，在打樁過程中隨時測量監控每塊樁的斜度不超過1%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。施工期間若出現難打的部位或區域，可采用水刀引孔措施。

②本技術前后排鋼板樁采用單樁打入法。這種方法是以一塊或兩塊鋼板為一組，從一角開始逐塊（組）插打，直至工程結束。這種打入方法施工簡便，可不停頓地打，速度快。但單塊打容易向一邊傾斜，誤差積累不易糾正，墻面平直度難控制。在打入初期要緩慢試打，在確認樁的位置和角度無誤后，再轉為正式打入。

③板樁最后閉合處采用屏風式打入法，是將10～20根鋼板樁成排插入導架內，呈屏風狀，然后再分批施打。通常將屏風墻兩端的一組鋼板樁打至設計標高或一定深度，并嚴格控制垂直度，用電焊固定在圍檁上，然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入,一次打入深度一般為0.5m～3.0m。

4.3.4 拉結設置

鋼板樁施工順序分兩階段，首先施工前排，施工完成后施打后排錨拉樁。待拉森鋼板樁前后排施工完成或局部施工完成后，進行圍檁設置，圍檁由上下兩個工字鋼及左右兩個綴板組合而成。拉結位于圍檁處，采用圓鋼將前后排鋼板樁有效拉結。

4.3.5 拔樁

①對于封閉式鋼板樁墻，拔樁開始點距離樁角至少5根以上，可以采用間隔拔除，拔樁順序一般與打樁順序相反。

②拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁順序和拔樁時間及樁孔處理。否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，給已施工的地下結構帶來危害。

③拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以達到減小土體粘附的目的，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100mm～300mm，再與振動錘交替振打、振拔。有時，為及時回填拔樁后的土孔，當把板樁拔至比基礎底板略高時暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續不超過1.5h。

④對拔樁后留下的樁孔，必須及時回填處理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料可選擇粗砂或者雙液注漿。回填壓實系數不小于0.94。

5 結語

NO.2020 G10地塊項目應用后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術，通過拉森Ⅳ型鋼板樁后側每間隔一段距離設置一組同規格的后排拉錨樁代替傳統預應力錨索，在滿足支護結構的條件下，減少了拉桿的水平距離，降低了材料的造價，通過比較計算共節約成本約16.36萬元。實踐表明，通過后排錨拉式拉森Ⅳ型鋼板樁施工技術，支護完全可以滿足設計要求，對于狹窄范圍內基坑工程中的施工有極大的借鑒意義，此項施工工藝值得大力推廣。