1、1钢板桩在市政基坑支护工程中的应用【摘 要】本文主要结合市政工程实例就钢板桩技术在市政基坑支护工程中的应用进行了一定的探讨，分析了钢板桩支护设计要点，基坑钢板桩支护施工技术要点，希望能给同行提供一定的参考。 【关键词】钢板桩；市政；基坑；支护；应用 近几年，我们在一些基坑支护工程中，特别是在市政工程中多次采用钢板桩支护。钢板桩墙能挡住基坑四周的土体，防止土体下滑和防止水从坑壁周围渗入或从坑底上涌，避免渗水过大或形成流砂而影响基坑开挖。采用钢板桩支护，对周围环境影响较小，并且因其独特的优点，大大减少了基坑渗水、流砂等问题，社会经济效益极大，在市政基坑支护等很多工程建筑上得到较广泛应用。 一、工程
2、概况 本工程为某市滨海新区沿江公路市政排水管道工程，本场地地面很大部分都是耕土，结构比较松散，小部分地区是鱼塘，此场地内的土体多为黏性土，遇水后迅速变为流沙状。在进行市政道路排水管道施工时，依据设计要求，要在部分鱼塘区段挖掘大概 8m 左右深的基槽，排水管道单趟长度约 380m。整个沿江公路市政排水管道的管径处于 4002400mm的范围内，本区段内管道管径均不小于 1600mm，采用钢筋混凝土企口管连接形成，排水管道基础为混凝土现浇基础形式。经过本人和同事多次设计和计算，最终决定使用钢板桩对管道深基坑进行支护。 2二、基坑支护的必要性 根据该沿江公路市政排水管道工程的施工场地具体情况，结合场
3、地土体地质和水文条件和基坑的深度范围综合考虑，为保证该滨海新区整个沿江公路市政排水管道工程施工的安全进行，以确保市政工程达到预期的建设目标，该管道深基坑需采用“密排桩加丁字桩”联合支护的方法进行基坑的整体支护。 基于本施工场地区段处于鱼塘的地段，场地范围内土体多为黏性土，强度和稳定性都不高，且该区段范围内的排水管道管径均都为不小于1600mm 的大管径，所以，在进行该区段的排水管道深基坑的施工过程中，不仅需要考虑钢板桩支护体系自身的强度和稳定性能是否满足要求，还应综合考虑如此大的管径的钢筋混凝土排水管道安装施工过程中，对施工作业面的要求及施工技术人员的安全。 滨海新区该沿江公路是城市的主干道，
4、在市政排水管道工程基坑施工时，基坑开挖过程中对道路的变形控制要求高，工期短，施工场地狭窄。采用钢板桩基坑支护技术，对保证市政排水管道工程的施工质量，减少施工过程中对道路交通的不良影响，有效控制项目的投资成本，实现市政工程社会效益和经济效益的优化组合有着重要的现实意义。 三、钢板桩支护设计思路及要点 根据该区域场地地质情况特点，钢板桩目的是为了防止流砂涌动而导致承台护坡存在安全隐患。设计要点如下： 基坑围护采用合适的标号和合适长度的钢板桩，因基坑开挖深度太深，分两层台阶型开挖，分层打入钢板桩。钢板桩要顺直不得有扭曲变3形，否则必须进行调直，打桩机采用液压振动打桩机。 第一层钢板桩从粘土层（从标高
5、约 1.8m 位置打入） ，穿过粉质粘土层，进入粉土夹粉粘土岩 （根据地质报告，粉土夹粉粘土层面标高约为-5.6m） ；二层钢板桩从-2.3m 位置打入，穿过粉质夹粉粘土层，进入粉砂层。 钢板桩沿基坑三边围护，连续设置成封闭的帷幕。 为保证基坑安全，钢板桩上设置一道连续的工字钢或槽钢围檩以加强钢度及整体性。 四、基坑钢板桩支护施工技术 （一）材料要求 根据工程所在地的特点，结合钢板桩的特性，施工方法等方面进行考虑，选用的 32C 号钢板桩，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长 9m，要求钢板桩入土深度达桩长 0.5 倍以上。 （二）钢板桩检验 对钢板桩，要进行材质检验和外观检验，以
6、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。 1、外观检验 包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；割孔、断面缺损的应予以补强；若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。一定要检查全部钢板桩的外观是否合格。 2、材质检验 4必须按规范要求检验钢板桩材质，合格后方可进行施工。 （三）钢板桩吊运及堆放 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。另外，钢板桩堆放的地点
7、，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。 （四）钢板桩的施工应用 1、施工流程 根据深基坑钢板桩支护施工技术的要求，首先应做好桩位的现场测量放线工作：在对施工场地既有的各种管道管线位置掌握清楚后，接着可采用专业挖掘机机械沿测量标记好的桩化线进行桩沟挖掘，桩沟的挖掘深度控制在 0.6m 左右，宽度控制在 1.2m 左右；区段内总体采用分段措施进行钢板桩的打桩施工，每个施工区段长度定位 100m，沿江依次按从下游到上游的方向顺序进行施工。为确保挖掘机能正常进行施工，钢板桩之间的间距定为 4.5m：钢板桩打桩施工完成后，即可进行基坑开挖施工；本管道基坑施工
8、分步进行，第一步挖至上层深度 1.5 m 处暂停开挖，待基坑杂土清理完毕后立即进行顺水支撑的焊接施工，再进行支顶施工；两个方向的支撑焊接施工完成后，开始第二步的基坑开挖，开挖至距混凝土排水管道管顶标高位置 50cm 处时，进行第二道顺水支撑和横向支撑的焊接施工；焊接完成后继续开挖至基坑底部设计标高位置，待杂土清理完毕后可开始管道的混凝土基础施工，然后进行排水管道安装5施工，安装完成后进行基坑回填，继续下一分段的施工。 2、现场勘测和桩位放线 在市政工程基坑施工开始前，应与相关的市政工程建设单位和相关管理部门进行相应的调查摸底，明确掌握施工场地范围内的地下管道和管线的分布情况，并绘制出详细具体的
9、分布图纸，以确保在管道基坑开挖施工过程中，能明确各管道管线等市政基础设施的确切位置，开挖之前应做好明显标记。根据排水管道工程的铺设施工图及施工现场场地地质勘测资料，准确做好施工放线工作。现场放线工作内容应包括施工场地内的各种市政既有管道、管线，待开挖基坑两侧的钢板桩中位线等，均应做好明确、详细的长久性标记，并同时做好书面记录。 3、挖沟、打桩 选用小型挖掘机沿桩位中线进行挖沟施工，桩沟深度为 0.6m，宽1.2m，开挖结束后应安排人工对沟底进行相应的杂土清理和沟底甲整。区段内总体采用分段施工方式，每段长约 100m，沿江由下游向上游的方向顺序进行施工。为保证挖掘机能正常进行施工，钢板桩间距应该
10、至少为 4.5m。 第一，钢板桩选用 60C 工字钢，长度为 12m，选用的钢板桩应通长顺直，桩体不得存有扭曲、变形的现象，如发现钢板桩存有扭曲、变形的缺陷，使用前应进行更换或调直。整个工程采用液压振动式打桩机进行钢板桩打桩施工。 第二，整个管道基坑采用密排桩加丁字桩联合支护体系进行基坑支护，依据放线定位出来的桩位线依次进行打桩，桩与桩之间应咬口衔接6紧密，每三根横桩增设一根丁字桩 。 第三，进行钢板桩打桩施工时，应保证桩体垂直打入，防止出现扭曲和斜入的现象，并同时控制好钢板桩打入速度，打入时如遇到障碍物等异常情况，应立即停止施工，待采取有效措施后再继续进行打桩施工。4、基坑开挖 钢板桩打桩施
11、工结束并且桩位确认无误后，可开始基坑开挖，第一步开挖至深度 1.5m 标高后，人工进行杂土清理，进行第一道双向支撑焊接；完成后可开始第二步基坑开挖，开挖至距离管顶标高 50cm 处，进行人工清理，焊接第二道支撑体系；然后继续基坑开挖，直至挖至基坑设计标高处基坑开挖产生的土体调运至基坑周边 10m 范围外的空地，以减小体对基坑周围土体的侧向压力。 基坑开挖过程中应安排专人指挥，随时注意场地内既有的地下市政管道、管线等障碍物，发现施工异常时应立刻停止开挖施工，待实施相应有效措施后继续，整个开挖过程中应全程动态监测钢板桩支护体系的变形情况，变形超出警戒值时应立即停止施工，并及时进行支护体系的补强加固
12、处理措施。 5、支撑焊接 管道基坑开挖至地下 1.5m 时，立即停止下挖，进行顺水支撑施工，顺水支撑采用对焊钢板桩，电焊机点焊在沟槽两侧工字钢上。顺水要求水平顺直，顺水支撑焊完后，立即支顶横向支撑，横向支撑采用 200圆钢管每 4.5m 一道点焊于顺水对焊的工字钢上，钢管两端应加焊铁板加7固。横支撑顶于顺水支撑中部，应与顺水支撑垂直焊接，并确保其处于同一水平面，严禁翘头掉尾。每道支撑焊好后，均应由专人详细检查各接点、支撑点是否焊接牢固结实，确认安全后方可进行下道工序施工。在进行下道工序施工时，应注意保护各支撑，严禁抬压、撞击支撑。严禁支撑加载，在施工过程中应随时观察支撑变形情况，发现异常立即采
13、取加固措施，保证支撑安全。为保证施工安全，每支护完 40m50m 时，应立即进行下管施工，管道施工完后应立即验收回填，保证施工安全。 6、拆支撑 待管道铺设完，回填渣石至管顶 40cm 处时，进行拆支撑工作，拆支撑时应先拆横支撑，再拆顺水支撑。先分层回填，直至距第二步横撑50cm 时，拆除第二步横撑；同理继续，直至距第一步横撑 50cm 时，拆除第一步横撑，拆除完毕后继续回填 8%灰土直至桩顶。拆支撑时，必须将各种连接件拆除干净，焊点清除干净，并且派专人指挥顺序拆割，随时注意两侧钢板桩变形情况，如有异常，立即停止施工，待采取有效措施之后再进行施工，以保证安全拆除支撑。 7、拔桩 在钢板桩插打前
14、，对插入土层内部的钢板桩内外两侧涂刷沥青，减少拔桩的摩擦力。钢板桩拔桩前，将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并灌水至高出围堰外地下水位 lm1.5m，使内外水压平衡，使钢板桩挤压力消失，并与部分混凝土脱离 （指有水下混凝土封底部分） 。待 8%石灰土施工完后，开始拔桩，按先打先拆顺序开始，两侧同时进行，不得漏拔。在下游选择一组或一块较易拔出的钢板桩，先略锤击振动各拔高8lm2m，然后依次将所有钢板桩均拔高 lm2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游依次拔出，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割，宜采取射水或锤击等松动措施，并尽可能采用振动拔
15、桩法。 总而言之，大量的工程实例说明，使用钢板桩做基坑支护优点众多，不仅施工安全、快捷，且占地空间小，施工简便，施工质量容易控制，可以通过变形观测在施工期间对钢板桩的位移进行有效控制，进而可有效保证基坑的施工安全。因此，钢板桩在基坑支护工程中的应用具有重要的推广意义。 参考文献： 1张伯平.拉森钢板桩在基坑支护工程中的应用探究J.山西建筑.2008（10）. 2蒋成哲.钢板桩在基坑支护工程中的应用J.梅山科技.2007（22）. 3张天来. 钢板桩在市政排水管道基坑支护中的应用J.广西城镇建设.2009（12）. 4成风兰.浅谈深基坑的支护J.山西建筑.2008，34（33）. 5王曙光.深基坑支护处理经验录M.北京：机械工业出版社.2005.
