1.钢板桩支护适应的土质条件
1.1 工程地质与水文地质条件
1.2.1 地层结构特征
根据现场勘探、原位测试成果及土工试验成果，按沉积年代、成因类型将本工程勘察最大勘探深度（20.00m）范围内的地层分为以下四个大层，按力学性质可进一步划分为 8个亚层，现自上而下分述之：
①人工填土层（Qml）
①1 杂填土：杂色，呈松散状态，土质不均，夹砖块、混凝土块等建筑垃圾，该层局部存在。
①2素填土：褐黄色，含植物根系，土质不均，力学性质差，以黏性土为主。
③上部陆相新近沉积层（Q43Nal）
③1黏土：褐黄～灰黄色，可塑状，含氧化铁、螺壳，土质不均，局部为粉质黏土薄层。
⑥浅海相沉积层（Q42m）
⑥1粉质黏土：灰色，软塑～流塑状，土质不均，含有机质、螺壳，局部有粉土、粉砂薄层。
⑥3粉土：灰色，湿，稍密～中密，含云母、氧化铁、螺壳，土质不均，局部夹粉质黏土薄层。
⑥4粉质黏土：灰色，可塑～软塑，土质不均，含有机质、螺壳，局部夹有黏土薄层，该层分布稳定。
⑧河床～河漫滩相沉积层（Q41al）
⑧1 粉质黏土：灰黄～褐黄色，可塑，含氧化铁，局部为⑧2 粉土薄层，该层在勘探深度范围内未揭穿，最大揭露厚度为 4.6m。
本工程场区分布的特殊性岩土主要为人工堆积的①1 杂填土、①2 素填土及⑥1 粉质黏土。①1 杂填土、①2 素填土土质不均、成分复杂，工程性质较差。⑥1 粉质黏土呈可塑～软塑状态，为高压缩性土，承载力低，工程性质较差，对本工程管线设计及施工具有一定的不利影响。
1.2.2 水文条件
现场踏勘，经过挖掘发现地下水埋深在地表下1.4米左右，表层地下水主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。一般年变幅在0.80～1.20m左右。
拟建场地地下水的稳定水位埋深为 1.40～3.20m，稳定水位标高为-0.20～-1.83m，主要赋存于③1 黏土、⑥1 粉质黏土中。
天津地区多年年平均降水量为600毫米左右，年变化幅度多年平均值为0.80m。年降水量主要集中在7～9月份，占全年降水量的70%～80%，年最高水位期出现在8～9月份，年最低水位期出现在4～6月份，年水位平均变幅值为0.8～1.2m。
2 钢板桩支护施工的优点
2.1 材料准备
围护结构采用拉森Ⅳ型钢板桩+支撑并排布置，间距 0.80m，基坑角部冠梁处设20mm 厚钢板形成刚性角支撑。围檩采用双拼350*350mmH型钢，对撑采用 630*10mm 螺旋钢管，对撑布置水平间距为 5 米。牛腿角钢采用Q235b型钢板，厚度2cm，单位重量157kg/m2；加强钢板采用Q235b型钢板，厚度1cm，单位重量78.5kg/m2；Φ20HRB400钢筋，单位重量2.47kg/m。
2.2 机械准备
2.3 施工优点
1.高质量（高强度，轻型，隔水性良好）钢板桩为桩身咬合自截水。拉森Ⅳ型钢板桩，其咬口式钢板桩有自止水功能，基本杜绝了基坑渗水、流砂等问题。
2.施工简单，工期缩短、耐久性良好，寿命50年以上。桩之间的连接紧密，隔水效果好。
3.保证其适用性、互换良好，并且可以重复使用。
4.施工具有显著的环保效果，大量减少了取土量和混凝土的使用量，有效地保护了土地资源。
3 钢板桩施工需要控制指标及项目
3.1 基坑安全等级
本基坑支护设计安全等级二级、三级两种均有，二级基坑其结构重要性系数为1.0，三级基坑其结构重要性系数为 0.9。
3.2 基坑特点
上部人工填土层及⑥1 粉质黏土层不可直接作为上述各类管线的基础持力土层，经建设单位与结构设计单位提供资料，当基础持力层位于人工填土层及⑥1 粉质黏土层时，可采用级配砂石进行换填处理，换填厚度为600mm，以减少不均匀沉降带来的不利影响，压实系数不小于 0.97。
3.3 基坑支撑体系
管道开槽支护，围护结构采用拉森Ⅳ型钢板桩+支撑并排布置，间距 0.80m，基坑角部冠梁处设20mm 厚钢板形成刚性角支撑。围檩采用双拼350*350mmH型钢，对撑采用 630*10mm 螺旋钢管，对撑布置水平间距为 5 米。
3.4 基坑止水方案
基坑止水方案为桩身咬合自截水。钢板桩拉森Ⅳ型钢板桩，其咬口式钢板桩有自止水功能，基本杜绝了基坑渗水、流砂等问题。
3.5 钢板桩施工
3.5.1 施工顺序
施工准备→测量放线→安装定位框架→第一根定位桩插打→钢板桩分组插打→钢板桩合拢插打→拆除定位框架→基坑开挖→施工第一层围檩支护→开挖土体→施工第二层围檩支护→开挖沟槽→施工管道
钢板桩准备。钢板桩检查：钢板桩经过装卸、运输、会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在打设前必须进行检查，剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。
钢板桩放线施工，桩头就位必须正确、垂直、沉桩过程中，随时检测，发现问题，及时处理。沉桩容许偏差：平面位置纵向 100mm，横向为-50mm～0mm；垂直度为 5。沉桩施前必须平整清除地下、地面及高空障碍物，需保留的地下管线应挖露出来，加以保护。
3.5.2定位支撑安装
插打钢板桩。钢板桩的施工应从一端开始向另一端推进。为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将浮吊钩缓慢下放。这时在轴线及垂直轴线的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩垂直度。第一根钢板桩打设到初始预定高程后，依次插打排列其它钢板桩，钢板桩顺前一根钢板桩的锁口插入，待桩底临近地面时对钢板桩前侧锁口进行定位加固，启动振动锤分次沉设至与第一根钢板桩的标高相同。板桩在排列过程中可采取挂篮配合施工，以便工人可以在高处对锁扣配合插桩。钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，随时检查钢板桩的偏位情况，当钢板桩发生偏斜时及时校正，当钢板桩向前倾斜偏差不大时，可以采取钢索向后拉挤的方式校正，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。
钢板桩围堰施工采用履带吊配振动锤逐片插打施工方法，插打前在导向架上下各设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用仪器（经纬仪或全站仪）观测，以确保钢板桩插正、插直。钢板桩外露原地面0.3米，防止坠物。通过检测，确定第一片钢板桩插打合格后，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插钢板桩。在整个钢板桩围堰施工过程中，开始时插一根打一根将每一根钢板桩打到设计位置，到剩下最后5片时，采用先插后打方案，即到剩下最后5片时，先把剩下的钢板桩全部插好，检查合拢位置是否正确，若合拢有误时，用倒链或滑车组对拉使之合拢，检测或校正合格后，再逐根打到设计深度。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整，调整工具主要有千斤顶、木楔、导链等。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。钢板桩插打施工过程中还要注意如下几点施工要点：
（1）在钢板桩锁中内涂黄油混合物，安置好吊点，如吊车高度不够，可用钢丝绳在钢板桩的1/3以上处捆绑，捆绑处应有夹板，并垫有木块、胶皮，以防滑移和受力后吊点处销口变形；
（2）在钢板下端系揽风绳两根，起吊钢板桩后钢板桩接近垂直状态时，利用揽风绳控制正反方向；
（3）每一片钢板桩先利
用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压；
3.5.3合拢
3.5.3.1合拢前的准备
在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出钢板桩的数量，按此确定下一步钢板桩如何插打。
3.5.3.2合拢时的调整处理
为了便于合拢，合拢处的相邻两片桩为一高一低，打完每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩5片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离，为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口应尽量保持平行。
（4）按目前国家规定打设钢板桩允许误差：桩顶标高±100mm，拔桩轴线偏差±100mm，板桩垂直度为1%。
4 条件验收
4.1 材料的检验
对于钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。
外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端部矩形比、平直度和锁口形状等内容。
材质检验
对钢板桩材料的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验；每20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。
4.2 钢板桩施工中常见的问题及处理方法
倾斜：产生这种问题的原因是被打桩与临桩锁口间阻力较大，而打桩行进方向的贯入阻力小；处理方法有：施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正；发生倾斜时用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正，对先打的板桩适度预留偏差；
共连：产生的原因是钢板桩倾斜弯曲，使槽口阻力增加；处理方法有：发生板桩倾斜及时纠正，把相邻已打好的桩用角铁电焊临时固定。
4.3 施工注意事项
1.各构件连接采用周边围焊，未注明的焊缝均为满焊，焊缝厚10mm；
2.钢结构相交部位应保证刚性连接。
5 深基坑检测介绍
5.1 检查与检测
基坑工程施工应对原材料质量、施工机械、施工工艺、施工参数等进行检查。
基坑土方开挖前，应复核设计条件，对已经施工的围护结构质量进行检查，检查合格后方可进行土方开挖。
基坑土方开挖及地下结构施工过程中，每个工序施工结束后，应对该工序的施工质量进行检查；检查发现的质量问题应进行整改，整改合格后方可进入下道施工工序。
施工现场平面、竖向布置应与支护设计要求一致，布置的变更应经设计认可。
应根据环境调查结果，分析评估基坑周边环境的变形敏感度，宜根据基坑支护设计单位提出的各个施工阶段变形设计值和报警值，在基坑工程施工前对周边敏感的建筑物及管线设施采取加固措施。
施工过程中，应根据第三方专业监测和施工监测结果，及时分析评估基坑的安全状况，对可能危及基坑安全的质量问题，应采取补救措施。
监测标志应稳固、明显，位置应避开障碍物，便于观测；对监测点应有专人负责保护，监测过程应有工作人员的安全保护措施。
总结
综上所述，只有根据不同的土质条件和施工技术、设备水平，选择合理，经济的支护结构方案，才能更好的提高施工效率，保证工程质量及施工进度。
论文作者:滕飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/24
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