摘要：介绍了采用拉森钢板桩加钢支撑支护形式、施工特点和主要技术性能指标，并对关键技术控制进行分析，在此基础上探究拉森钢板桩支护施工技术应用带来的经济和社会效益，希望能够促进拉森钢板桩支护施工技术在10ｍ～１2ｍ开挖深基坑上的推广使用。
关键词：拉森钢板桩，钢支撑，施工技术
随着我国社会经济不断发展，基础设施工程建设项目的日益增多，涉及深基坑开挖的项目比例越来越大，尤其是东部地区的房屋基础、城市隧道、城市地铁、综合管廊项目等，这些项目往往位于淤泥质土、砂性土、粘性土较厚的地区，基地基础开挖前，采用拉森钢板桩进行支护是常用方法之一。但在深基坑围护结构设计施工中还不普遍，本文主要探讨深度在10m~12m的基坑中利用拉森钢板桩的可行性。
1 常用基坑围护支撑结构在施工中特点
目前在基坑施工中常用的几种施工方案主要有：3米以下有条件放坡的采用放坡开挖，无条件放坡的5m以内常采用无支撑的拉森钢板桩围护，5m~10m常采用SMW工法桩围护，10m以上的常采用钻孔灌注桩或地连墙围护。无支撑拉森钢板桩适用范围窄，而5m以上采用SMW工法桩等桩型施工效率低，且适用水泥或混凝土材料量大、造价高，资源浪费严重且不环保，往往成为卡住工程进度的关键因素之一。
2 拉森钢板桩围护支撑结构的技术优势
拉森钢板桩常用的规格长度有9m、12m、15m、18m等，采用不同的长度能够满足不同深度基坑围护的需要。拉森钢板桩是一种可以重复利用的桩型，插入与拨出均不成问题，大大节约了工程投资。拉伸钢板桩插、拔效率高，没有养护期限要求，大大加快了施工进度，能为主体结构施工留下更多的施工时间。拉森钢板桩由于节省了现场水泥、钢筋、混凝土的用量和施工步骤，对环境保护也有巨大的贡献。如能在较浅基坑使用基础上进一步的拓宽使用面将进一步发挥拉森钢板桩的优势。
3 拉森钢板桩基坑围护的受力特点和支撑布置
拉森钢板桩作为一种挡土结构，在实际使用中主要抵抗土体产生的剪切力和弯矩，钢质材料的拉森钢板桩抗剪切能力较强，但刚度不足，抵抗弯矩和变形的能力较弱，在变形较大时，容易发生面内、外失稳，从而出现止水效果变差、侵占主体结构布置空间和拔出困难等。因此需要通过受力计算确定顶部悬臂长度和竖直向支撑与支撑间的跨距，以变形满足要求。对于10m~12m深度的基坑，顶部悬臂长度可以控制在2m以内，中间支撑距顶部支撑控制在4m以内，底部支撑距离中间支撑可控制在3.5m以内，坑底距离底部支撑可控制在2.5m以内，坑底插入深度根据土质情况由计算确定，可参考下图布置钢支撑形式：
由于在沿基坑侧壁方向刚度弱，水平荷载不能直接传递给横向钢支撑，在传递给钢支撑之前，必须设置强围檩，围檩起到将分散荷载集中传导给钢支撑的作用和加劲的作用，围檩可采用600*300的H型钢，横向钢支撑的水平间距可按照3m/道设置。钢板桩的截面宽度可不作为选型要求，但截面高度宜采用210mm及以上，以确保钢板桩抗弯强度能够抵抗土地挤压产生的弯矩。
4 施工关键技术控制
4.1 拉森钢板桩布置和地下结构外缘距离控制
拉森钢板桩的布置位置应当有利于地下结构施工的顺利开展，假如条件允许，就应该在地下结构外援留下一定的支模板空间或一定量的允许变形间隙，如果结构侧墙外侧不立模板，也应该用木板等材料作为衬板，以减小后期钢板桩的拔出阻力。
4.2 插入导向装置的设置
为确保拉森钢板桩插入过程中符合结构外轮廓线的要求，同时考虑到基坑外围为便于施工往往会硬化场地或便道和设置排水沟的特点，可以将硬化边线或排水沟边线作为拉森钢板桩插入的导向线，然后在排水沟上方设置钢框垂直度控制器，以确保插入钢板桩的准确就位，在设计钢框垂直度控制器时，根据钢板桩的宽度计算出N片钢板桩的总宽度，在控制器两端设置限宽挡梁，施工时先插打两侧拉森钢板桩，最后插打中间拉森钢板桩。
4.3 打桩倾斜
由于拉森钢板桩为开口结构，自身刚度较小，在长度过长时，在遇到过于坚硬的土体时变形可能过大，为了有效避免此问题的出现，需要对钢板桩进行严格的筛选，将运输过程中已经变形的钢板桩剔除出去，并将锁扣内的杂物清除干净，修整其缺陷位置，做好锁扣通过性检查工作，必要时应先引孔将过硬土体进行结构破坏，以减小钢板桩穿越阻力。
５ 经济和社会效益分析
5.1经济效益
使用超长拉森钢板桩做围护，可以同时具备挡土与止水的功能，可谓是一桩两用，完成地下结构施工进行回填之后还可以将桩拔出进行重复使用，符合资源利用集约化与资源循环重复施工的理念，不仅节能而且环保。与传统的灌注桩、SMW工法桩相比，拉伸钢板桩减少了水泥用量，综合造价可以降低40％以上，具有非常可观的经济效益。
5.2 社会效益
由于超长拉森钢板桩围护是由大型履带吊装设备与振动捶打桩设备直接把钢板桩打入地下的，因此可以在短时间内就形成封闭的围护体系，且不会被龄期所限制，缩短了工期。同时，所产生的废物、废水、废气量极少，资源消耗极大减少，对环境保护具有重要意义。
６ 结语
现阶段来讲，基坑围护是工程施工中十分常见的工序，将拉森钢板桩适用的深度范围给予扩展是具有广泛意义的施工方法之一，本文提供一种发展方向的设想，但具体问题需要具体分析，在使用前还是需要对拟定的方案经过受力分析计算满足相关要求后予以实施，实施过程中做好相关工艺的研究，完善工艺流程，做好关键技术控制，使其达到预期效果。
参考文献
[1] 全 旭．拉森钢板桩基坑支护的应用探讨[J]．四川建材，2012（3）：43~44.
[2] 高志龙．拉森钢板桩支护施工技术应用[J]．建筑工程技术与设计，2017（30）：71.
[3] 刘 坚，贾阳光，胡耀峰等．拉森钢板桩支护施工方法之我见[J]．四川水泥，2018（1）：331.
[4] 徐长节，尹振宇.深基坑围护设计与实例解析.机械工业出版社，2014.1
论文作者:李树山
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/22
标签：钢板论文; 基坑论文; 结构论文; 弯矩论文; 排水沟论文; 长度论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;