支线型管廊深基坑钢板桩支护施工技术

支线型管廊深基坑钢板桩支护施工技术

武登科 赵红阳 蔡鲁 杜生旭

中国建筑第六工程局有限公司华南分公司

【摘要】综合管廊，也可称之“共同沟”，是指城市地下管道综合走廊，建于城市地下，用于敷设市政公用管线的市政公用设施。综合管廊建设是近几年城市基础设施建设的重要内容，主要基于目前基础和地下工程施工技术，可以使城市的地下空间资源得已综合利用。深基坑支护施工技术被广泛运用于市政工程施工中，该技术经过多年的应用实践、完善改进，逐步形成了一个可以根据不同地形、地质条件、不同经济条件等完整的深基坑支护技术体系。深度或支护结构超过5m的基坑为深基坑，确保基坑施工安全必须要做好结构设计、支护施工等工作，可保证基坑施工安全，保证施工人员的生命安全。

【关键词】综合管廊、钢板桩、钢围檩、钢支撑、预应力。

1. 工程概况

某市政道路项目路支线型管廊设计单层单舱断面，现浇钢筋混凝土结构，标准断面尺寸3.7*3.95m（净尺寸3*3.2m），总长共计59m。支线型管廊拟建场地周边环境空旷，现状为空地，无建（构）筑物及管线。该段落原地面高程3.05~3.87m，基坑开挖底高程(-1.85m)~（-5.9m），场地整平后，基坑设计开挖深度为5m~9.2m（含集水坑），基坑开挖采用12m、15m长FSP-Ⅳ型拉森钢板桩支护开挖施工。

2. 施工工艺流程

2.1钢板桩的检验、吊装、堆放

板桩的检验：钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不符合要求的板桩进行矫正，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、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

钢板桩尺寸、外形的允许偏差应符合下表的规定。

钢板桩尺寸、外形及允许偏差

2.2钢板桩施工

平整场地→施工放样与定位→导向架安装→履带式打桩机就位→夹起拉森桩→插桩并测量其垂直度→震动打拉森桩并随时观测→偏差纠正→钢板桩合拢→回填后拔桩。

平整场地：施工前需要进行场地平整，将场地平整至统一高程，根据现场实际情况布置材料存放区、施工机具存放区、临时施工区等，要求场地满足机械施工。

施工放样与定位：将施工区域控制点标明，并经过复核无误后加以有效保护。定桩位：按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

导向架的安装：在钢板桩施工中，为保证钢板桩轴线位置的正确和板桩的竖直，控制板桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架。钢板桩插打导向架设计：导向架采用两根拉森钢板桩水平放置在支护结构边线上，两根钢板桩间距1根拉森钢板桩宽度+2cm。水平钢板桩外侧每隔4m设置一根工字钢固定柱与水平桩焊在一起，固定牢固，待钢板桩完成后拔除。

钢板桩施打：钢板桩施打前应先检验、矫正达到验收标准，并在锁口全长范围内涂塞止水材料，后继续与先打桩间的拉森钢板桩锁口使用前应通过套锁检查。为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法，将10-20根钢板桩成排插入导向架内，呈屏风状，然后再分批施打。施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度，成为定位板桩，然后在中间按顺序分1/3、1/2板桩高度呈阶梯状打入，可以减少倾斜误差积累，防止过大的倾斜，易于实现封闭合拢。

打桩机停在离打桩点就近的基坑边，侧向施工，便于测量人员观察。振动锤升高，理顺油管及电缆。振动锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，并起锤。钢板桩设计长度为12m、15m，待钢板桩尖离开地面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩至打桩地点。钢板桩插打时，单桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。插打钢板桩时从第一块就应保持平整，几块插好后即插打一块深的以保持稳定，然后继续插打。钢板桩分几次打入，第一次由12m高打至10m，第二次打至8m，第三次打至导向架高度，第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次，基坑转角处板桩和封闭合拢施工可采用异形板桩，根据转角的平面形状施做，转角桩的桩长应比其他板桩加长2m。

在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。对准钢板桩与定位桩的锁口，靠震动锤与桩自重压到桩所要插打的位置。试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至计算标高，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以此类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。

2.3安装钢围檩、钢支撑

为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长设置围檩，围檩采用双拼钢围檩H488*300*11*18，内支撑采用Ф402*12mm钢管支撑，角撑采用钢管支撑。

对钢支撑和钢围檩进行试拼组装，并进行编号。焊接牛腿，架设钢围檩。先在钢板桩墙面进行抄平放线，画出钢围檩安装位置，在板桩上焊接牛腿，牛腿由600*300*12mm钢板加工制作，间距1.6m。利用汽车吊将钢围檩平稳地放在牛腿托架上，临时焊接固定。对围檩与钢板桩之间的空隙，采用细石混凝土填实。

钢管支撑架设：测量钢支撑位置间距，按尺寸进行钢支撑制作，用汽车吊将钢支撑吊装就位。对钢支撑与围檩之间的空隙进行加垫钢板，焊牢。钢管支撑与围檩连接处加焊三角形助板。钢管支撑固定端采用端头钢板与钢管焊接，并在焊接接缝处加焊三角形肋板，活动端采用活络头，活络头单端交替设置。

斜撑安装：斜支撑的架设最为关键，除及时架设外，在斜支撑端头设可靠防滑措施。因斜撑与围檩结构有一定的夹角，不易直接安装支撑。斜撑安装前将斜撑支座垫板及钢围檩进行焊接，将斜撑、垫板、围檩连成整体。焊缝要满焊牢固，焊缝高度≥8mm，并应保证端头板面与支撑垂直后，然后进行斜撑安装作业，其安装方法与支撑相同。

2.4施加预应力

预应力施加，钢支撑分为固定端与活络端，固定端直接由钢支撑与钢围檩连接，活络端由千斤顶施加预应力后，再固定活络端，钢管支撑端部设置的预应力活络端与钢管支撑的连接必须等强连接。活络端钢管内部设置的传力钢板应钢管内壁等强焊接。

预应力施加流程：钢支撑安装→千斤顶放置活络端顶压处→接通油管→开泵→逐级施加预应力并记录→预应力完成→固定活络端。

预应力施加顺序：检查各部件螺栓的连接是否紧固，围檩与围护体系的连接状态、角撑加压、对撑加压。

注意问题：张拉前，应对张拉器、油缸、油表等设备进行标定；施加预应力时，要及时检查每个接点的连接情况，并做好施加预应力的记录；严禁支撑在施加预应力后由于和预埋件不能均匀接触而导致偏心受压；在支撑受力后，必须严格检查并杜绝因支撑和受压面不垂直而发生渐变，从而导致基坑挡墙水平位移持续增大乃至支撑失稳等现象发生；支撑的加压严格按设计图纸上提供的轴力来进行，不允许加载不到位或超加载；千斤顶压力的合力点应与支撑轴线重合，千斤顶应在支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力。

2.5钢支撑拆除

钢支撑拆除必须在主体结构强度达到设计强度后方可进行支撑拆除，换撑要严格按照设计图纸要求的换撑进行布置和施工；结合主体结构施工考虑，每次拆除长度不宜过长，拆除过程中加强基坑本体及周边环境变形的各项监测，根据监测情况调整拆除区域和长度。支撑拆除区域内预应力采用分级卸载方式，并且安全卸载后，需观察4~5个小时基坑变形情况，等稳定后再拆除装配式钢支撑，以保证基坑的安全稳定。

2.6钢板桩拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用，拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给己施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水泥砂浆、灌砂措施。

先用打桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。

3. 结束语

拉森钢板桩在施工过程中因其强度高、止水性能好、施工速度快、价格低、周期短、可重复使用等优点，能够为深基坑施工提供安全稳定的支护结构，能够保证施工人员的生产安全环境，能够保证人员财产不受损失，因此在现代市政工程地下工程基础建设中被广泛运用。本文结合深基坑支护施工的实例，介绍了钢板桩深基坑施工技术的施工工艺流程及施工注意事项。

参考文献：

[1].邱志诚、刘小娃，浅谈软土地区综合管廊深基坑钢板桩支护施工技术，《交通工程建设》 .2014。

[2].廖黄娟，浅析市政工程深基坑钢板桩支护施工技术，《建筑工程技术与设计》 .2017。