天津天佳市政公路工程有限公司 天津 300163
摘要：拉森钢板桩是一种特制的型钢板桩，用打桩机及振动锤将钢板桩压入地下构成一道连续的板墙，作为深基坑开挖的临时挡土、挡水围护结构。钢板桩结构具有质量轻、强度高、锁口紧密、水密性好、施工方便、施工速度快等优点。本文结合金翠路（光华路～朝阳路）工程实例，论述了拉森钢板桩在深基坑支护中的应用。
关键词：基坑支护 拉森钢板桩 监测
一、工程概述
金翠路（光华路～朝阳路）位于天津市宁河老城区西南部，道路总长度约为1.5km。工程修筑起点为光华路，工程修筑终点为朝阳路与商业道交叉口。本工程共16座基坑，其中K0+462.549～K0+580段、K1+360～K1+441.175段管道采用明开槽坑。YA11～YA12明开槽段基坑宽度为7米，基坑长度120米，深度为5.663～5.725米。明开槽段采用SP-U400x170拉森钢板桩结合内支撑的形式进行支护。
YA11～YA12明开槽基坑拉森钢板桩支护平面图
周围环境情况
地基土竖向成层分布，主要表现在：人工填土之杂填土结构松散、杂乱；素填土土质结构性差，不均匀。人工填土厚度较大，对明开槽及顶管坑处的基坑支护、止水有一定影响。全新统上组陆相冲积层粉质粘土土质较均匀，分布不稳定，对明开槽处的基坑支护、止水有所影响。全新统中组海相沉积层淤泥质粉质粘土夹粉质粘土土质尚均匀，分布较稳定，但其土质软、强度低，对基坑支护、顶管施工均有所影响。其它各层土水平方向总体分布较均匀、稳定，仅局部土质所差异，对本工程影响不大，地层总体上较均匀稳定。
三、基坑支护设计
基坑支护形式明开槽段采用SP-U400x170拉森钢板桩结合内支撑的形式进行支护，满足稳定性要求。在基坑内两侧边线处，按左右交叉每隔 25m 设置大口井 1 座，用于排除基坑内地下水，大口井井底高程为坑底高程下 5 米。沿基坑两侧内边线打入拉森钢板桩，钢板桩型号 SP-U400x170桩长 15m。在距桩顶 0.7m 处设置一道支撑，采用双拼工 40b作为围檩，采用Φ402x14 钢管作为横撑。开挖至第二道支撑以下 0.8m，施做第二道支撑，采用双拼工40b作为围檩，采用Φ402x14 钢管作为横撑。两道支撑间距2m。钢管支撑分节制作，每节标准长度为3和4m，管节间采用法兰盘螺栓连接，一端固定，另一端设预加轴力装置。
四、土方开挖
1、拉森钢板桩支撑沟槽施工步骤
整平场地→排水工程测量放线→挖掘上部路面结构层并刨验是否有未知的管线→拉森桩放线定位→打15米拉森桩→大口井及观测井施工→大口井降水→第一步土方开挖→内支撑施工→第二步土方开挖→第二道内支撑施工→第三步土方开挖→施做临时排水沟和集水坑→管道基础→管道安装、检查井施工→分层回填至横撑处→拆除支撑、钢板桩拔除并灌砂。
2、拉森钢板桩选用
工程施工中所使用的钢板桩均采用15米长的成品拉森钢板桩，不采用焊接接长钢板桩，若钢板桩顺直度不足、锈蚀严重、存在裂缝等，则不得用于施工。
3、钢板桩施打放样与定位
将施工区域测量控制点标明并经过复核无误后加以有效保护，确保桩位精度。
4、钢板桩打入施工工艺
（1）打桩机停在离打桩点约4m左右的地点，侧向施工。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。
（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，起锤。
（3）待钢板桩离地面30cm时，停止上升；锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩；上升锤与桩，至打桩地点。
（4）对准位置，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。
（5）试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直。
（6）板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。
（7）松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。
5、沟槽开挖
降水至基坑底1米以下后，进行沟槽开挖工作。基坑开挖应严格遵守“分层开挖，先撑后挖，严禁超挖”的原则，基坑内土方开挖时必须分层进行，挖至基坑底留30cm采用人工清槽，严禁一挖到底或超挖。基坑开挖土方随挖随运，周边严禁堆载；挖土机械不得损坏支护结构，不得在支护顶上碾压。
支撑后采用反铲挖掘机进行分层开挖，挖掘机置于拉森桩外侧，挖掘机不得进入支撑槽内部，支撑槽分三步进行开挖，每层开挖深度为2.5米以内，采用长臂挖掘机进行挖掘，将土方堆放在沟槽外侧，沟槽外侧堆土高度不得大于1米，并采用挖掘机配合运输车立即倒运至存土场内。开槽过程中应随挖随施做排水沟和集水井，防止水将基坑泡软、塌方。
6.钢板桩拔除
当排水管道及检查井施工完毕后，首先采用素土每20cm一步进行分层回填，压实度符合道路要求，分层回填至支撑面处时拆除钢支撑，回填至与钢板桩或工法桩相同高度后，拔除钢板桩，在钢板桩桩孔内灌入粗砂或碎石屑，并捣实，工法桩拔桩时应边拔边注浆，保证路基稳定，随后继续回填至道胎底位置。
五、基坑施工监测
布设的监测系统应能及时、有效、准确地反映施工中围护体及周边环境的动向。为了确保施工的安全顺利进行，在施工过程中对以下内容进行监测：
1. 周边建筑房屋裂缝的变化情况：
尤其在降水期间，建筑房屋的裂缝必须加大巡视及检测频率，每隔4小时巡视一次，在平时不降水期间每天巡视一次。
2. 基坑后背墙垂直度
在顶管期间加强对基坑后背墙垂直度的检查，保证顶管质量。
3. 钢支撑焊接裂缝：
在明开段开挖及管道施工期间，加大钢支撑焊接裂缝的监测及巡视频率，每隔4小时巡视一次。
4．支护顶部的竖向、水平位移监测
监测点埋设在距离基坑10米处，按规范间距要求布置，沉降、位移监测点每隔8米均用红油漆做一个观测点记号。
（1）竖向位移的监测采用独立高程系统，在远离基坑的稳定区域设置8组稳固水准点。该8点即为本工程变形监测的高程基准点，各监测点的高程是通过高程基准点形成的一条Ⅱ等水准闭合线路，由线路中的工作点来测定各监测点高程。各监测点的初始值取三次观察平均值。
（2）水平位移的监测采用全站仪架设于某稳定基准点，观测测点坐标，取三次平均值作为初始值。本次观测值减去前一次的观测值为本次观测值位移值，本次观测值减去原始观测值为累计位移值。
5.坑内、外地下水位监测
在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。
6．周边地表沉降监测
距离基坑20米处的监测点作为周边沉降监测点。利用0.5mm级精密水准仪，通过几何方法进行观测。按国家二级水准测量精度要求及方法实施。测量方法及原理不在复述。在道路沿线设置观测点，用沉降观测的方法测得各点的差异沉降量。
监测频率：开挖深度小于或等于设计深度时、支撑及底板施工过程中，每1天观测1次，底板浇捣完毕后7-14天，每3天观测1次，浇筑完毕14天后，每5天观测1次，施工到基坑回填完毕，周边沉降稳定，再观测1次结束。
六、基坑回填
基坑回填必须待检查井混凝土或砂浆强度达到设计强度的75%以上才能进行回填。
回填前，确定最佳含水量及最大干密度。
回填必须对称进行，并分层夯实，每层厚度不得超过20cm，控制好含水量。应按规范进行压实度测试，监理工程师进行平行检验。
回填时坑内无积水；腐植土、有机物不能回填。距管顶50cm以上采取压路机静压基坑。
基坑槽回填土质量要求、检测频率与方法按现行相关规范、标准执行。
七、结论
拉森钢板桩做围堰不仅绿色、环保而且施工速度快、工期短、费用低，工序简单、可重复使用，还具有很好的防水功能。在市政工程建设中，尤其是基坑支护项目，拉森钢板桩给城市建设带来很大的经济效益和社会效益。
参考文献：
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
论文作者:黄果树
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/3
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