拉森钢板桩在深基坑支护应用

工程中将拉森钢板压入地下构成一道连续的钢板墙，作为基坑开挖的临时围护结构。论文结合湖北省某城市中心道路旁综合管沟的深基坑支护工程，针对拉森钢板桩在施工及使用过程中发现的桩体侧倾、地面裂缝、基坑渗漏及桩体回收等问题，分析了出现问题的原因并提出了防治措施。期望为类似的施工提供参考与借鉴。

1拉森钢板桩简介

拉森钢板桩具有适用土层范围广泛，接合紧密、不易漏水、施工便捷快速的优点，常用来作为基坑的止水围护结构。同时拉森钢板桩本身强度高、刚度大，因此能用于较深的基坑支护工程。桩体能够回收利用，经济性较好，但是打入施工噪声及振动仍然较大，在人口密集区建议采用液压锤以避免噪声和对其周围建筑的损害。若施工期间不注意方法，可能导致项目完成后钢板桩无法拔出，降低其经济性。通常拉森钢板桩可采用液压锤、振动锤等打桩机具甚至大型挖掘机压入土体。

2工程概况

本工程为湖北省某城市中心道路旁一综合管沟的基坑支护工程。项目平面尺寸为8.0m×24.0m，开挖深度为7.0m。采用YASP-III型拉森钢板桩，水平支撑间距为4.0m，为圆形钢管，见图1。

3工程地质条件与水文地质条件

3.1工程地质条件

根据本工程详细勘察报告，场地内分布的主要地层从上至下见表1。

3.2水文地质条件

场地内地下水有孔隙上层滞水、孔隙承压水两种类型。孔隙上层滞水：孔隙上层滞水赋存于填土①之中，农田灌溉和大气降水渗入是其主要的补给来源。勘察期间水位在地面以下1.3~0.4m。孔隙承压水：场地内粉质黏土（地层代号②和⑧）层、淤泥质黏土④和黏土（地层代号⑤和⑦）为相对隔水层。粉砂夹粉土（地层代号③和⑥）层和粉细砂夹粉质黏土⑧为互层土，其水平渗透系数大，垂直渗透系数相对较小，该层以粉砂和粉土为主，应为弱透水层，具为弱承压性。粉细砂（地层代号⑩）层为承压孔隙水主要含水层，与附近的汉江有一定的水力联系，水位受汉江水位控制。场地勘察期间量测承压水位为地表下3～4m。本工程基坑底设计标高进入粉细砂约1m。

4施工工艺及要求

4.1拉森钢板桩施工工艺

拉森钢板桩施工工艺流程为：施工准备阶段应进行钢板桩的检验，并适时安排打桩设备进场；插打钢板桩；钢板桩封闭后开始土方开挖；根据现场情况进行抽水并在顶端设置水平支撑一道；开挖到设计标高后进行封底；再进行综合管沟主体施工；主体完工后进行土方回填；最后拔除钢板桩。施工流程如图2所示。

4.2拉森钢板桩施工中的要求

1）钢板桩宜采用振动法打桩和拔桩，本工程采用挖掘机加振动锤改装而成的打桩机，由于有截水要求，钢板桩之间应保证锁口紧密。2）钢板桩打入之前在桩的锁口内涂以黄油混合物油膏、锯末等混合物，以减小插打时的摩阻力，也有加强防渗性能的作用。3）插打钢板桩的过程中用全站仪测量每根桩的垂直度，发现垂直度大于1%时应及时调整，遵循“插桩正直、倾斜即纠、调整合拢”的原则[1]。4）拉森钢板桩的拔出过程中采用以下措施：（1）震打与振拔；（2）间歇震动；（3）拔桩起点与顺序合理。

5施工过程中出现的问题、原因分析及解决办法

5.1桩体侧倾、靠近基坑周边地面裂缝和基坑底部土体隆起问题

1)现象描述：拉森钢板桩打桩完成后，由于场地限制，开挖土方的设备及运输车辆设置在地面钢板桩桩侧，开挖不久发现桩顶侧倾；靠近基坑周边地面出现少量小裂缝并伴随局部下沉；坑底土隆起。2)原因分析：由于施工设备及运输车辆在钢板桩侧增加了地面荷载，导致桩顶侧移。本工程钢板桩施工在软土地区，设计的嵌固深度不够，因而基坑外地面下沉。基坑底部土体隆起是管涌的表现。3)防治措施：施工设备及运输车辆应与基坑保留一定距离，如无法避开，则设计时应该考虑该项荷载，增加桩的嵌固深度。钢板桩嵌固深度必须由计算确定，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—1999）[2]中相关规定执行。

5.2钢板桩的渗水、漏水问题

1）现象描述：开挖完成后，拉森钢板桩桩身出现渗水、漏水的现象，如图3所示。图3。2）原因分析：本工程有部分拉森钢板桩为旧桩，使用前未进行校正、修理或检修不彻底，导致锁水处咬合不好。钢板桩打设过程中相邻板桩的锁扣插对不严密，以致接缝处漏水。转角桩未实现封闭。3）预防措施：旧钢板桩在打设前需进行矫正。严格控制施工过程中桩体的垂直度，做好围檩支架，以保证钢板桩垂直打入和桩墙面平直。为防止钢板桩锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。针对此类问题建议采用轴线封闭法施工。转角处采用特殊形式的转角桩，有利于转角处的封闭。

5.3钢板桩的回收问题

1）现象描述：回填完成钢板桩拔出后基坑外半幅路面肉眼可见沉陷，测量显示较拔出前沉陷38~56cm；路基表面顺管沟向出现张裂裂缝，缝宽2~4cm，缝间距约3m，影响范围约30m；拔出的拉森钢板桩带出大量泥土，如图4所示。2）原因分析：拔出时的注射器负压效应导致桩体带出大量泥土，出现沉陷与裂缝。3）解决办法：采用文中4.25)的方式仍无法拔出时，建议在拉森钢板桩桩身焊一根注浆钢管，随桩体一起压入土层，拔出时施压注浆，既能消除负压，还可填塞桩体留出的空隙，压密松散的回填土，防止土层形变。同时在桩体压入时注入泥浆，还可以减小阻力，方便打桩。

6结论与建议

1）方案阶段应结合现场的实际情况考虑施工完毕拔出的可操作性，如施工完毕后不能拔出桩体回收，则应重新评估拉森钢板桩的经济性。2）插打拉森钢板桩的过程非常关键，建议全程采用全站仪测量每根桩的垂直度，发现问题，及时采取措施纠偏。3）钢板桩施工完成后仍应严格监测钢板桩支护结构的沉降、变形及基坑的稳定情况，根据监测结果调整基坑混凝土封底施工方式，合理安排余下工作，可节省投资、节约工期。

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