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摘要：随着近十年建筑行业的高速发展，建筑施工技术也在得到了迅猛的进步，地下空间大规模的利用已成为一种必然的趋势。地下施工技术的越发成熟亦使得地下室的层数越盖越多，基坑的挖深就随之越来越大，为满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全，基坑的支护技术就显得异常重要了。本文就基坑支护系统中围护结构钢板桩墙的施工技术进行浅要的描述，并结合本人的一个施工案例，以供大家讨论学习。
关键词：基坑支护，围护结构，围护施工
引言：
基坑的开挖可能会带来一定的水平位移和沉降，这些都会影响周围比邻建筑物、构筑物、道路和地下管线，当该影响超过了一定的限值，则会带来不可估量的后果。所以基坑工程的设计与施工，必须要采取保护周围环境的措施，使得该影响控制在安全范围内。为了控制基坑施工所带来的影响，那么在施工前就要对场地周围的建筑物、管线、道路交通、地质、土质、地下水位等情况进行调查，并结合主体地下结构的层数、每层楼板的标高来确定基坑的开挖深度，然后便可以选择出较为合适的基坑支护结构形式和基坑支撑布置形式。基坑支护既要满足地下结构施工的要求，同时也要保护基坑周边环境的安全，对基坑侧壁采取支挡、加固与保护，基坑支护方案的选择直接关系到基坑及周边环境安全、施工进度、工程建设成本。基坑支护系统分为围护结构和支撑结构，本文就围护结构中的钢板桩这种围护墙形式的施工技术进行简要论述。
1、基坑支护系统的重要性
随着国家城镇化的推广，推动了城市建设的高速发展，地上空间的局限性使得地下空间的大规模利用变成了一种新的必然趋势。随着地下空间的大规模利用，地下结构的层数也在逐渐增加，相应基坑的挖深也随之加大，基坑工程的施工容易引起周边地下水位的变化和土应力的变化，易导致土体变形，对周边环境会产生影响，基坑工程本身也具有较大的风险性，加上不同区域有不同工程地质和水文地质情况，即使是在同一个城市内的不同的区域，在工况上可能也存在较大的差异，所以基坑支护的作用就显得尤为重要了。
2、基坑支护工程的围护结构形式-钢板桩
钢板桩带有锁口或钳口的热轧型钢，主要靠锁口或者钳口相互之间的咬合形成连续的钢板桩墙，以用来阻挡土和阻挡地下水。钢板桩作为具有强度高、衔接紧密、止水性好、施工便捷、工期短、减少开挖土方量、可重复利用等特点。常用的钢板桩的形式有很多种，有U形、Z形、H型、拉森型箱形、富丁汉型金属平板箱形、富丁汉型双箱形和组合钢板桩。近几年复合加工型钢板桩实现了钢板桩连接的灵活性和更高的防水性能，采用大截面的H型桩或者管桩、钢板桩的组合结构，提高了整面围护桩墙的承载能力，组合钢板桩逐渐成为大型重载或码头施工选用的一种重要围护结构形式。
施工前需对现场施工道路进行处理，并合理规划道路路线，使道路的布置有利于桩架在施工场地内行走，同时还需考虑钢板桩的场内运输。钢板桩的材料堆放场地要尽量不干扰大型机械和车辆进出。
钢板桩进场时应对其外观和材质进行检验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外观检验主要针对表面有无缺陷，端头矩形比、平直度和锁口形状是否符合要求。材质检验主要针对钢板桩母材化学成分、机械性能等进行检测。有些钢板桩因为多次周转使用，所以出现了表面缺陷、锁口变形、锈蚀严重等现象，针对此现象的钢板桩需进行矫正后方可使用。矫正主要包括表面缺陷的修复，端处平面的修复，桩体弯曲变形，桩体扭曲变形，锁口钳口变形等问题的矫正。
为了保证钢板桩打入的垂直度和打入后围护桩墙墙面的平直度，通常会设置导架，也称为施工围檩。导架在横向上分为单面和双面，在竖向上又分为单层、双层和多层，在刚度上分为刚性和柔性。导架由导梁和导桩等组成，导桩用H型钢、工字钢和槽钢，间距一般为3~5米，导梁打入土中深度为5米左右为宜。导架位置不能够与钢板桩碰撞，导桩不可随钢板桩打设而下沉或变形。导梁设置高度需有利于控制钢板桩的施工高度和提供工效。
钢板桩搭设前，应用油脂涂膜于锁口位置。永久性工程的桩表面应涂刷红丹漆和防锈漆。根据现场工况，选择合适的打设方式，如单独打入式或屏风式打入法。单打法由板桩墙的一角开始打设，然后逐个打设，连续打至结束。此打设方法较为简便，工期短，且不用其他辅助支架。缺点是容易引起钢板桩向一侧倾斜，且误差累积后不容易校正。屏风式打法是将10~20块钢板桩呈屏风状成排插入导架内，再进行分批打设。屏风式打设法应先将屏风墙两端的钢板桩先打至设计标高或一定的深度，使其起到定位桩的作用，然后再在中间按顺序分为三分之一、二分之一高度呈阶梯状打入。打设的顺序应视施工时具体情况进行选择。选择合理的打设顺序有益于控制钢板桩的垂直度、位移和板桩墙的水平度。
搭设时用吊车将钢板桩逐个吊至插桩点进行插桩。打桩时用两台经纬仪从两个方向上进行控制钢板桩的垂直度。在打桩行进方向钢板桩锁口出设置卡板，控制锁口中心线的平面位移。在围檩上通过预判把每块板块的位置预留出来，方便随时检查校正。钢板桩的打设应分几次打设，第一次打设由25米打至20米，第二次打至15米，第三次则打至导梁高度，等导架拆除后再打至设计标高。第一根和第二根钢板桩打设时每打入1米就测量一次，精准度一定要保证好，这样可以使其起到样板导向的作用，方便后面钢板桩的打设。当钢板桩围护墙的设计水平长度不是钢板桩标准尺寸的整数倍时，或者钢板桩围护墙的轴线较为复杂时，为保证钢板桩墙的闭合无误，需采用异形板桩法、连接件法、骑缝搭接法和轴线调整法等。
钢板桩拔出方法有静力拔桩、振动拔桩和冲击拔桩三种。钢板桩的拔出的难易程度取决于打入时顺利与否。拔桩时拔桩设备的自重和拔桩时对基础的反力，宜使得板桩受到侧向压力，所以需保证拔桩设备同桩之间保持一定的距离。拔出时应逐根进行试拔，容易拔出先行拔除。拔桩时应随时观察吊机尾部翘起情况，防止产生倾覆。若在地下管线附近进行拔桩工作时，需先采取管线的保护措施。拔桩产生的桩孔，需及时进行跟踪注浆处理。并对填充情况进行跟踪检查，若有问题应随时采取弥补措施。拔出的钢板桩应及时清除沙土，并涂膜油脂，需要进行修整的用冷弯法进行调直。基坑开挖时，需及时对基坑进行支撑，否则容易使钢板桩产生较大的位移，使拔出增加难度。当遇到拔不出的情况时，按照于板桩墙搭设顺序相反的顺序进行拔除。也可在拔不出的那根桩的附近并列打入另一根桩，从而使得拔不出的那根桩顺利拔出。为了板桩后期施工有利于拔出，可利用膨润土泥浆槽施工法、射水施工法、钻孔法、电渗施工法、与长螺旋钻并用法、涂刷油脂或者沥青、拔除钢板齿口和不同机械共用法等辅助手段。
3、施工应用案例
巨人科技园区1#生产中心用房为一个小型改扩建项目，整个项目新扩建出一个建筑单体和一个空中连廊，空中连廊连接新扩建和已有建筑形成贯通，新建单体地上两层，无地下室，主要结构形式为钢结构，基础采用的是筏板基础，楼板与屋面采用的是压型钢板组合型钢板。因项目为改扩建项目，利用原有围墙作为外墙，在围墙内新建两层钢结构厂房，施工场地非常局限。基坑开挖深度为2.8米，综合分析开挖土质情况与现场工况后，决定采用型钢横挡板。先打设H型钢，然后进行降水，边挖土边加设横挡板。基础施工并回填完成后，再拔出H型钢。从而项目得以在短时间内迅速完成了基础的施工，并赶在雨季来临前完成了基坑工程，直接与间接的节省了项目成本，缩短了工期，保证了交付节点。
4、结束语
从项目的实际应用经验再一次验证钢板桩作为基坑支护中围护结构的的形式之一，具有施工快捷、工期短、成本较低、操作方便、可重复周转等优点。
论文作者:郭天一
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/19
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