1、论钢板桩在基坑支护中的施工工艺摘要：钢板桩基坑支护适用于开挖深度 610 米深基坑，资料显示，国外已有开挖深度 20 米的例子，因此具有广阔的市场前景。对其施工工艺和施工技术进行深入的研究探讨，有助于进一步推广使用。 关键词：钢板桩工艺；水平钢支撑；基坑支护；施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码： A 1 钢板桩的打桩工艺 1.1 施工机具 常见的钢板桩打桩机具有：冲击式打桩机（包括自由落锤、柴油锤、蒸汽锤等） 、液压压桩（拔桩）机、振动打桩机等。使用振动锤与履带式吊车组合的打、拔桩设备是比较常用的钢板桩施工机具。这种组合有以下几点优势： （1）除了可以同时用于打、拔钢板桩外，履带式吊车
2、还可以用于复杂施工场地的吊装等作业，方便施工。 （2）可以避免施工时，打桩设备沿支护线路行走受场地限制，而增加施工难度。 （3）不受场地限制，灵活性和机动性强、施工快捷。 1.2 拉森钢板桩的打入工艺 拉森钢板桩的打入方法主要有单根桩打入法、屏风式打入法、围檩打桩法。 （1）单根桩打入法：将钢板桩一根根地打入至设计标高。这种施工法速度快，桩架高度相对可低些，但容易倾斜，当钢板桩打设要求精度较高、钢板桩长度较长时，不宜采用。 （2）屏风式打入法：将 1020 根钢板桩成排插入导架内，使之成屏风状，然后桩基来回施打，并使两端先达到设计深度，再将中间的钢板桩顺次打入。这种施工方法可防止钢板桩发生倾斜
3、与转动，对要求闭合的围护结构常用此法，其缺点是施工速度慢，需搭设较高的施工桩架。 （3）围檩打桩法：分单层围檩和双层围檩。围檩打桩法是在地面上一定高度处离轴线一定距离，先筑起单层或双层围檩架，而后将钢板桩依次在围檩中全部插好，待四角封闭合拢后，再逐渐按阶梯状将钢板桩逐块打至设计标高。这种方法能保证钢板桩墙的平面尺寸、垂直度和平整度，适用于精度要求高、数量不大的场合，缺点是施工复杂，施工速度慢，封闭合拢时需要异型桩。 1.3 H 型钢板桩打入工艺 H 型钢板桩打入工艺比较简单，只要选用合适的打桩设备，按设计要求的间距，将钢板桩置于设置好的围檩架中，靠打桩设备打入。沉桩时需防止钢板桩倾斜，打入时还
4、应考虑钢板桩的桩顶标高，即钢板桩的入土深度。 1.4 施工步骤 （1）测量、放样：开工前应对场地标高、轴线位置进行引测与核对，以确定基坑支护走向位置和钢板桩打入深度。应注意钢板桩的设置位置一般是在基础最突出的边缘外侧，需给基础施工留有支模、拆模的余地，便于基础施工。 （2）钢板桩的整理及堆放：钢板桩在使用前应进行检查整理，尤其是多次利用的钢板桩，在打拔、运输、堆放的过程中，容易受外界影响而变形，在使用之前应进行检查。对于发生变形的钢板桩进行整理、矫正，否则不利于钢板桩的打入，影响支护效果。钢板桩的堆放场地应平整坚实，不产生大的沉陷。不同长度规格的桩尽量分开堆放，便于使用。每堆桩之间要留有通道，
5、便于运输车辆和施工吊车通行。 （3）拉森钢板桩的打入 为保持钢板桩垂直打入和打入后钢板桩墙面平直，钢板桩打入前宜安装围檩支架。围檩支架由围檩和围檩桩组成，其形式在平面上有单面和双面之分，垂向上有单层、双层和多层。第一层围檩的安装高度约在地面上 50cm。双面围檩的净距以比两块钢板桩组合宽度大 510cm 为宜。围檩支架需安装十分牢固，采用型钢做围檩支架最为合适。 由于基坑构造的需要，常要配备改变打桩轴线方向的特殊形状桩，即转角桩。转角桩一般采用将拉森钢板桩沿中线剖开，再根据实际需要进行组合焊接而成。 拉森钢板桩打入时，连接锁口处的阻力相对较大，由于横断面两端受力不均衡，使钢板桩向施工前进方向倾
6、斜。为预防这种倾斜，可在打桩前进方向的钢板桩锁口处设卡板，同时在围檩上预先算出每根钢板桩的位置，以便随时纠正。当倾斜不可避免时，也可以使用楔形钢板桩或其他方法纠正。 1.5 H 型钢板桩的打入 （1）开挖导向沟、设置围檩导向架：在沿支护挡墙位置开挖导向沟，并设置围檩导向架。导向沟可使搅拌桩施工时的涌土不会冒出地面，围檩导向则是确保搅拌桩级 H 型钢板桩插入的位置准确。 （2）搅拌桩施工：搅拌桩施工工艺与深层搅拌桩相同。在这里主要起到止水帷幕作用。为保证止水效果，水泥土搅拌桩采用切割搭接法施工，并在前桩水泥未固化之前进行后续搭接桩施工，其间隔时间不宜超过 10h。水泥土搅拌桩一般采用二次或三次搅
7、拌工艺，喷浆时的提升或下沉速度不宜大于 0.5m/min。在上部杂填土及粘土层中应多次复搅，必要时可换填砂后再施工。 （3）H 型钢板桩打入时，为保证桩位的精确度，可在将每一根桩的位置标定在围檩导向架上。钢板桩起吊对位后，可在两个方向上观察桩身的垂直度。在沉桩过程中，常因地层变化或遇孤石，桩端因受力不均使桩身发生倾斜，可将钢板桩拔起一定高度进行调整后再打，如此反复可达到纠正效果。 2 常见基坑支护钢板桩种类 用于基坑支护的钢板桩主要有槽钢、工字钢、拉森钢板桩（U 型钢）和 H 型钢板桩。拉森钢板桩和 H 型钢板桩是基坑支护工程中比较常用的两种型钢。 （1）拉森钢板桩：拉森钢板桩是一种带锁口或钳
8、口的热轧型钢，其基坑支护的形式是依靠锁口或钳口相互连接咬合，形成连续的钢板桩墙体。拉森钢板桩锁口紧密，水密性强，可用来挡土挡水。由于拉森钢板桩刚度相对于 H 型钢板桩小，常用于中小型、深度较浅的基坑，也用于围堰工程。 （2）H 型钢板桩：H 型钢板桩刚度大，适用于各种类型的基坑支护工程。 由于 H 型钢板桩不具备密闭性，必须与搅拌桩（旋喷桩）联合组成隔水挡土墙（SMW 工法） 。 钢板桩与搅拌桩组合的挡土墙有两种做法，一种是将 H 型钢板桩直接插入搅拌桩中，形成 SMW 墙，这种做法成本高，而且拔桩难度大；另一种做法是在 H 型钢板桩内侧打搅拌桩，这 种做法施工成本低，施工方便，但由于 H 型
9、钢板桩与搅拌桩之间不可避免地存在缝隙，可能降低支护安全性能。 3 水平钢支撑施工工艺 受基坑开挖深度或工程范围地质条件和环境条件限制，当悬臂的挡土结构不能满足基坑安全要求时，需设置内支撑（或拉锚） 。水平钢支撑是钢板桩基坑支护常用的支撑形式，它可以使作用在挡土结构物上的水、土压力得到有效的传递和平衡，减少支护结构的位移，增强围护结构的整体稳定性，并直接影响到基坑的安全和土方开挖。 3.1 水平钢支撑的构造形式 （1）单跨式钢支撑：当基坑平面呈窄长条状，短边长度不大时，采用这种支护形式具有受力明确，施工安装方便等优点。 （2）多跨式钢支撑：当基坑平面尺寸较大，采用单跨式支撑其支撑杆的长度下的极限
10、承载力不能满足围护系统的要求时，就需要在杆件中部设置若干支点，便组成了多跨式支撑系统。 （3）单层或多层式钢支撑：当基坑深度或者由于基坑侧向土压力较大，使的单层式水平支撑不能满足基坑安全开挖要求时，就需要采用多层次的支撑体系。 3.2 水平钢支撑构件 （1）围檩：即布置在挡土墙内侧，沿水平方向布置的圈梁。钢支撑围檩一般是根据不同的基坑安全需要，采用不同的型钢制作。常用于钢板桩基坑支护支撑围凛的型钢有：槽钢、H 型钢和工字钢。 （2）水平钢支撑：水平钢支撑包括连系杆、八字撑和角撑。一般由型钢或型钢与钢管组合而成。 （3）立柱：系指多跨式支撑系统，在杆件中部设置的支点，一般由打入地下一定深度的型钢
11、构成。 3.3 水平钢支撑结构施工 3.3.1 工艺流程 （1）测量放样，确定立柱桩位置、连系杆轴线和围檩标高。 （2）打设立柱桩、设置牛腿，安装围檩。 （3）连系杆安装。 （4）施加预应力。 （5）八字支撑安装。 3.3.2 施工要点 （1）精确测量围檩与立柱标高，确保支撑上下、纵横位于同一水平面上。 （2）围檩安装应尽量紧贴钢板桩，围檩与钢板桩之间的空隙处应用楔形钢板或高标号砼予以填充密实，以增大围檩与 H 桩的受力接触面。围檩与连系杆及八字撑连接部位应设置加劲横肋。 （3）支撑端头应设置厚度不小于 14mm 的钢板作封头板。为便于对钢支撑预加应力，连系杆端部可做成活络头，活络头的尺寸应考
12、虑液压千斤顶的安装。 （4）常用的连系杆节为 609*14 和 609*16 螺旋焊接钢管，螺旋焊接钢管段长度一般为 612 米，使用时节段间可用法兰高强螺栓连接，也可采用焊接。焊接一般能达到截面等强度要求，传力性能好，但现场工作量大。螺栓连接的可靠性不如焊接，但现场拼装方便。 （5）纵横向支撑交叉，可采用法兰盘或用十字接头连接，也可做成高低重叠交叉。法兰盘用十字接头链接法整体性较好，节点可靠；而高低重叠连接法施工方便，但整体性较差。 （6）立柱间距应根据支撑的稳定性及竖向荷载的大小确定，但一般不大于 15 米。施打立柱时，应注意立柱桩位置是否与建筑物的梁、柱发生重叠。 （7）对钢支撑施加预应
13、力，可大大减少支护墙体的侧向位移，并可使支撑受力均匀，是钢支撑施工中很重要的技术措施之一。常用的施加预应力的方法是：用千斤顶在围檩与支撑的交接处加压，在预加压力达到设计值并稳定后，立即固定。 （8）支撑端部的八字撑应在主支撑施加压力后安装。支撑构件穿越主体工程底板或外墙时，应设置止水板。 （9）拔桩时，先保持振动锤振动 30s 以上，让钢板桩有所松动后，再起拔桩。 4 结束语 各类地下设施的开发利用，离不开基坑的开挖与支护。地面空间狭小，使得以往常用的放坡和无支撑围护的开挖方式逐渐被有支撑围护开挖方式所取代。初涉钢板桩基坑支护施工领域，通过对大小十余个基坑支护工程的施工实践，对钢板桩基坑支护施工技术有了初步认识。
