摘要：钢板桩的结构具有高强度及施工便利等特征，在建设工程建设中被应用。本文根据工程案例，对钢板桩作基坑支护的施工方法，施工控制要点、基坑监测情况等方面进行说明，其经济合理、技术先进, 保障安全生产，大大缩短施工工期，取得了明显的社会效益和经济效益。
关键词：拉森钢板桩 支护 钢管内支撑
1 某工程的方案的选择和支撑式钢板桩支撑体系的构造
某工程经综合调查分析和论证，只有采用拉钢管内支撑森钢板桩支护体系，才能确保钢板桩施工完一段即可开始进行下一道工序施工，不影响工期，施工现场土质属软土，拉森钢板桩内支撑组合钢结构体系安拆简单，便于施工，且能够很好解决施工过程中坑壁的止水问题，克服了其他支护方案的缺点。对钢板桩的变形，则可采用加内支撑的办法加以解决。因此，基坑支护方案：采用沟渠两侧打拉森钢板桩，内加水平钢支撑的支护方式。止水及降排水：采用钢板桩止水，其渗透水采用明沟梳理，集水井抽排；降水采用人工挖孔护壁桩降水井及机械打管孔滤网钢管井点；土方开挖主要以机械为主，人工为辅，配合水平支撑分段开挖。材料要求：钢板桩为韩国生产的拉森IV型钢板桩，长12m，IX˃45655cm4/m，单桩重˃104.25kg/m；围檩采用热轧宽翼缘350×350×12×19H型钢，内支撑与角撑采用Φ485、Φ325无缝钢管、壁厚10mm。
本工程采用的内撑拉森钢板桩支护挡土结构，根据计算，主要由钢板桩和二道、三道Φ485、Φ325无缝钢管内支撑构成，合理埋置深度的拉森钢板桩承受水平方向土压力、抵抗软土层沿滑动面蠕变及干渠底部土体的隆起；多道钢支撑则主要保证钢板桩支护空间的内部体系稳定，使两道钢板桩之间不发生偏移、倾斜和变形。拉森钢板桩帷幕上设置三至四道连续的H型钢围檀以加强整个体系刚度及整体性，整个支撑体系在土方开挖过程中形成。
2支护计算思路
本计算采用逐层开挖，逐层支护的方法。在施工过程中，先施打拉森钢板桩，然后开挖第一层土，挖到第一层支撑以下若干距离进行第一层支撑，然后再第二次挖第二层土，挖到第二层支撑支点下若干距离，进行第二层支撑，如此循序作业，直挖到坑底为止。由于泥炭质土层地基承载力特征值仅为30KPa，地面先在干渠基坑双侧 5米宽范围内挖去2米厚土层，做坑顶卸荷处理，按设置三道支撑计算，第一道离卸荷后地面1.8m为第一种工况，第二道离卸荷后地面4.2m，假设第一道支撑已做完，第二道支撑未做，并须挖土深0.5m（设置第二道支撑工作空间）为第二种工况。第三道支撑离卸荷后地面5.7m为第三种工况。根据主动土压力系数：Ka=tg2(45°-φ°/2)；被动土压力系数：KP= [cosφ/(cosδ1/2-sin(δ+φ)1/2)]2; 主动土压力基本计算公式： Pa=(ΣRiZi+Rwhw+Q) m2;粘性土：Pa=(ΣRiZi+Rwhw+Q) m2-2cm，主动土压力基本计算公式：砂性土：Pa=(ΣRiZi+Rwhw+Q) /m2;粘性土：Pa=(ΣRiZi+Rwhw+Q) /m2-2c/m分别求出三种工况中A、B、C三点所受的水平力； 用公式y＝ （eq+ea）/[γ(KP- Ka)] ；公式x={6 RO2/[γ(KP- Ka)]}1/2 ，桩嵌入深度tO=(x+y) 计算求得拉森钢板桩的插入深度5.6米，加上支撑6.2m，钢板桩长度为11.8米，在计算过程中，计算中经过处理土层数值取值趋于保守，12米长的拉森钢板桩能满足施工要求。
3拉森钢板桩的构造参数
截污干渠基坑挖深7.0～10m，采用IV拉森钢板桩支护，桩长12.0m；如遇原支护施工单位曾施工的单边、局部、间断混凝土灌注桩，为保证干渠施工的操作面，探明状况后，将拉森钢板桩沿混凝土灌注桩外侧布设；
4钢板桩支护结构施工
3.1工艺流程
测量放线→打钢板桩→第一层土方开挖→第1层内支撑安装→第二层土方开挖→第2层内支撑安装→第三层土方开挖→第3层内支撑安装→人工清理基底淤泥及桩间土→垫层砼→主体结构施工→拆除支撑→回填土方→拔出板桩
3.2钢板桩施工
3.2.1 钢板桩吊运及堆放
装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。
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①堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；
②钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
③钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。
3.2.2 钢板桩的插打
施工机械采用25T汽车吊，配合KATO-1250履带式打桩机施工。
①单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。但单块打入易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击；
②在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制；
③为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正；
④开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
⑤钢板桩的转角和封闭合拢。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时倾斜且锁口部有空隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，采用轴线修整法解决。
3.3土方开挖
土方开挖应配合三层内支撑的安装分四次进行出土，每个工作面采用长臂挖机于基坑顶作业，考虑到：长臂挖机旋转速率小，装土速度慢；要配合内支撑施工，挖土效率大大降低；土方直接堆放在基坑会对内支撑施加巨大侧压力，影响基坑支护安全，土方必须全部外运。经计算，每台长臂挖机每小时出土量约30m3，夜间施工时出土量更少。由于以上原因，每工作面配备1m3斗容量长臂挖机2台，运土车辆6台，24小时不间断施工。
第一次掘土，从自然土面向下挖至第一层内支撑安装位置；这层土采用普通挖掘机挖掘，采用自卸车辆运土。施工时，挖掘机位于基坑顶中间后退开挖，考虑到要配合第一道内支撑施工以及夜间施工的降效因素（效率降低约一倍），每工作面配备1台斗容量为2m3的挖掘机挖土，配备8台自卸车辆运土至弃土场。
第二次掘土，从第一层内支撑安装位置向下挖至第二层内支撑安装位置；这层土采用长臂挖机挖土，自卸车辆运土。每工作面配备1m3斗容量长臂挖机2台，运土车辆6台，24小时不间断施工。
第三次掘土，从第二层内支撑安装位置向下挖至坑底，并预留人工清理土层厚度约80cm。次层土层施工机械配备同二层土。
第四次掘土，人工清理基底淤泥、桩间土，清除桩间土之后由人工破除桩头，集中由长臂挖机装土，自卸汽车运至弃土场。此工序功效最低（只为正常功效的1/4），施工机械降效最大，必须配备足够的人员及施工机械。考虑以上因素，计划每工作面每班配备壮工40人，配备长臂挖机2台，配备自卸汽车4台，24小时不间断施工。
3.4内支撑安装
基坑内侧由上至下共设置3层围檩及内支撑和角撑，围檩采用热轧宽翼缘350×350×12×19H型钢，内支撑与角撑采用Φ485、Φ325无缝钢管、壁厚10mm。第一层位置为基坑顶往下1.8m，第二层距第一层2.4m，第三层设置在距基底1.5m位置。内支撑施工必须与土方开挖工作紧密配合，确保基坑支护的安全，每工作面配备25吨汽车式起重机2台，高级电焊工8人，安装工10人，24小时不间断施工。
4结语
该工程区域地基属软弱土层地基，深基坑，土体含水率极高，土体稳定性差，支护工程量极大、难度高。经过严格按专项方案实施，全过程实施监控，基坑变形各项指标均小于预期控制指标范围内。
参考文献：
[1]刘俊岩.深基坑工程.中国建筑工业出版社，2001.
[2]深基坑工程设计施工手册[M],北京：中国建筑工业出版社，1998。
论文作者:陈鑫午
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/10/25
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