杨谷清 王子铭
广东韶钢工程技术有限公司
摘要：随着工业4.0、智慧制造等国家政策导向，厂区升级改造如火如荼，但因老厂房场地受限，基坑开挖放坡难度大。而拉森钢板桩作为围护结构在民用建筑、市政、桥梁、工业建筑的基础工程中得到了广泛应用，引入拉森钢板桩进行基坑支护，对技改项目施工安全、进度有较大意义。
关键词：拉森钢板桩、基坑支护
大多数工业厂房在最初设计时从经济、实用角度出发，厂房内未留出多余空间方便日后改造，在这种施工条件下，超过一定深度的基坑支护难度大、费用高，且施工时还需承担极大风险。而应用拉森钢板桩工艺恰好能解决在这类条件下施工的问题，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。钢板桩结构具有顾量轻、强度高、口紧密、水密性好、施工方便、施工速度快等优点。
一、工程概况
某钢厂特钢厂房新建缓冷坑最长边34.80m、最宽边25.80m、埋深4.1m，位于厂房BC跨47轴～50轴之间，新建缓冷坑东、西两侧均位于现有厂房的承台基础边，东、北两侧还临近5m高钢筋砼平台。经查原厂房资料，厂房柱基为桩承台，基底深4.00m，新建缓冷坑开挖深度为4.1m，坑外壁距离承台边仅有0.5米，而且施工场地受限，无法放坡开挖，基坑深度范围无地下水。经研究，为保证不影响原厂房设施、生产及确保施工安全，引进拉森钢板桩对新建缓冷坑的进行基坑支护。
二、钢板桩设计选型
1、钢板桩的选用
根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ号钢板桩，拉森Ⅳ号钢板桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度6米长，要求钢板桩入土深度达桩长0 .5倍以上。钢板桩的围护及支撑采用40号工字钢围檩，φ377×10钢管支撑。
2、打桩设备
拟采用打拔桩机为25T吊车加液压高频振动锤，激振力220kN。
3、钢板桩施工验算
本工程选用的钢板桩型号及围护支撑结构在施工方案阶段经过钢板桩长度及入土深度验算，钢板桩稳定性验算，钢板桩支撑体系变形验算均能满足要求。
三、钢板桩施工工艺
1、钢板桩施工的一般要求
① 因厂房内地下管线、设施复杂，首先需进行地下管线、设施确认，提前将有影响的管线设施进行改造。
② 钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于缓冷坑施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
③ 基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。
④ 整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
2、钢板桩施工的顺序
由于新建缓冷坑位于现有厂房内，东、西、北三面还靠近现有厂房维护结构及5m平台生产线，仅南面敞开，故支护及开挖顺序如下：
地下管线确认→凿除施打范围钢筋砼地坪→放设沉桩定位线→根据定位线控设沉桩导向槽→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→从北到南挖土→开挖同步由北向南进行钢板桩支撑施工→砼施工→填土→拔除钢板桩。
3、钢板桩的检验、吊装、堆放
⑴钢板桩的检验
钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。
锁口检查的方法：用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。
为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。
钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。
锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。
⑵钢板桩吊运
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，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
⑶钢板桩堆放
① 钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：
② 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；
（下转第473页）③ 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
④ 钢板桩应分层堆放，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。
4、导向架的安装
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2．5～3．5m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～26.6mm。
安装导向架时应注意以下几点：
① 采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
② 导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。
③ 导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。
④ 导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
5、钢板桩打设
钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。
根据现场施工条件，采用单独打入法。
此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。
① 先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线，在轴向法向要求搞的情况下，采用导向架。
② 准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。
③ 单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。
④ 在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。
四、钢板桩支护的优势
本项目采用拉森钢板桩围护确保了顺利按期投产，综合施工情况，引进拉森钢板桩在节约施工工期，解决场地狭小无法大开挖，减少土方开挖回填量，保证施工和现有设施安全方面取得较大成效，同时对施工现场环境影响小，钢板桩可以重新使用节约社会资源。拉森钢板桩在合适的地质条件下相比灌注桩、地下连续墙等支护方式，在工期、造价、环保等方面有较大的优势。
五、结语
采用拉森钢板桩围檩支撑体系，可以解决地质条件复杂、场地受限、工期紧或开挖深度大的基坑支护难题；而且拉森桩咬合沉桩垂直精度高，防水好，施工安全快捷，造价较低，现场无泥浆作业，有利于施工现场安全文明、减少对周边设施环境影响，值得推广应用。
参考文献：
【1】罗新文.钢板桩在桥梁深基坑支护中的应用[J].土工基础，2015，29（6）：15.
【2】JGJ120—2012建筑基坑支护技术规程[S].作者：马忠武 刘华 陈小刚 单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司
论文作者:杨谷清,王子铭
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：钢板论文; 基坑论文; 厂房论文; 导向论文; 宽度论文; 深度论文; 设施论文; 《防护工程》2018年第24期论文;