拉森钢板桩围堰在特殊地质施工技术应用

拉森钢板桩围堰在特殊地质施工技术应用

漆道礼 ,郭灵 ,颜允斌

（成都建工路桥建设有限公司  四川  成都 610000 ）

摘要：对于砂类土、黏性土、碎石土和风化土岩石等河床的深水中常采用拉森钢板桩围堰施工。钢板桩强度大、防水性能好，适合水深10-30m的桥墩基础及其它涉水构筑物。笔者就拉森钢板桩施工围堰在砂砾石地质当中的应用进行阐述，主要对施工机械的选择、施工工序以及砂砾石地质中难以成桩的难点及处理措施进行论述。

关键词：拉森钢板桩、砂砾石、围堰

1、工程概况

笔者就职于日月大道（成温路）快速路改造项目，该工程新建综合管廊作为本工程中主要的单位工程，全长7.5Km，管廊有现浇和预制吊装两种形式。基坑支护主要采用排桩+内支撑支护方式，预制吊装段落采用悬臂桩支护，桩径Φ120cm、Φ150cm两种。其中，综合管廊穿越清水河时原设计为支护桩+止水帷幕桩。根据地勘报告，综合管廊过清水河施工范围内的地质含有近2m厚的砂层，支护桩+旋喷止水帷幕桩施工难度大，难以保证施工和止水质量。同时由于工期紧、止水难度大、操作空间有限，经过方案优化、多方论证最终选用拉森钢板桩作为支护形式，相对于原设计旋喷桩在施工难度及工期方面取得了良好的效果。该支护形式同时应用在新建河堤、桥梁水中墩系梁。

2、工艺流程

2.1钢板桩的选用及特点

钢板桩其特点有施工速度快、成本低廉、占用空间小的特点。本工程钢板桩分为两类：第一类为河堤围堰处钢板桩，采用悬臂桩，桩长9.0m，嵌固端6.9m，钢板桩围堰长度154.3m；第二类为河床处钢板桩，采用钢板桩+钢支撑的支护方式，桩长12.0m，嵌固端4.0m（嵌固端应穿过细砂层），钢板桩围堰长度128.7m，钢支撑采用φ609钢管，3M间距。钢板桩均采用SP-Ⅲ拉森钢板桩（400*150*13.1）。

2.2钢板桩围堰施工工艺流程

测量放线→清理钢板桩→设置导桩框架→插打定位钢板桩→插打钢板桩→开挖、抽水→设置第1道钢管内支撑→开挖、抽水→设置第2道内支撑→堵漏→综合管廊施工→拆除内支撑→拔除钢板桩

3、工艺流程及操作要点

3.1施工机具的选择

本次钢板桩施工采用D90液压振拨锤1台配合履带式50T汽车吊施工，该振拔锤噪声小，振动的同时产生冲击力，施工效率高且有效减少对周边居民的噪声干扰。由于清水河地质情况为连砂石地质，在未遇地下较大卵石时一根钢板桩成形约为5分钟，遇地下密集卵石层时需耗费更多时间。

3.2施工准备

钢板桩的整理：新进场钢板桩验收时，必须有出厂合格证书，钢板桩性能与型号符合要求。经过整修或者焊接后的钢板桩，要采用同一类型的钢板桩作锁口通过试验性能检测。

检修钢板桩：钢板桩在安装前发生弯曲、破损的情况时，都要对其进行整修，依据钢板桩的实际状况分别采用冷弯、热敲、焊补，柳补、制除或接长进行处理。

钢板桩接长：钢板桩长度达不到要求时，可采用同一类型的钢板桩进行等强补焊接长，焊接时应采用塔接焊。

锁口润滑及防渗措施：对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能，每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫=5：5：3。 

3.3安装导梁

为保证钢板桩插打的位置准确，首先设置定位桩，定位桩采用的Φ50cm（壁厚8mm）钢管桩，根据不同土质打入深度为5～7m；导梁采用28号槽钢加工而成。

施打前先在场内加工制作,现场拼装导梁，河中沿线性插打若干钢管桩，将内导梁焊接在钢管桩上面，用以导向，水上平台经检查平面位置后可直接作为外导向。导向采用28号槽钢制作，具有一定竖向和侧向刚度，保证施打时不变形，正确导向。在打钢板桩时，采用两个夹具夹住钢板桩，夹具可采用10号槽钢制作。

3.4插打钢板桩

施工时可选岸侧水浅、流速小的地方开始，第一根边桩的定位及双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，施工时须从严控制。

精确测设第一根边桩的方位，以此指挥打桩履带吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必须与第一根桩的中心重合。

起吊钢板桩呈垂直状态下完成插桩，考虑到水流的影响，第一根桩插设时需留置一定的预留量。插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。

第一根桩插桩稳定后，用挡块等顶塞调整后的空隙使钢桩稳固，间歇启动振动锤，对第一根桩实施小位移量沉设，并跟踪复核桩体的垂直度，直至桩体下沉入土超过3m后，方可连续沉设至设定的桩顶+3.0m的标高。

3.5钢板桩合拢

本钢板桩围堰平面为矩形，所以在围堰的纵向和横向会出现转角的情况。施工转角处时首先使用定型角桩，在不能施工角桩时，现场根据实际尺寸，用2根钢板桩焊接拼装成1根角桩进行施打。角桩焊接必须牢固、密封。合拢安排在横向或纵向的一条边上，也可在围堰角桩处合拢。

3.6拔除与整理

（1）基坑逐步回填逐步拆除钢支撑及围檩后拔除钢板桩，拔桩前应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间，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，给已施工的地下结构带来危害，并影响邻近原有建筑物、构筑物或地下管线的安全。                    

（2）先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动 1 min～2 min，使钢板桩周 围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢地往上振拔。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，可先行往下施打少许，再往上拔，如此反复可将桩拔出。

（3）拔桩时的注意事项。第一，拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩，拔桩起点应离开角桩 5 根以上。拔桩的顺序最好与打桩时相反。第二，振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的黏附性，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用震动锤将桩振下 100 mm～300mm，再用振动锤交替振打、振拔。第三，对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，连续振动不超 1.5h。

4、施工难点及处理措施

4.1渗漏和涌沙

①现象。基坑挖土过半时，发现钢板桩渗漏，主要在接缝处和转角处，有的地方还涌沙。

②原因分析。拉森钢板桩旧桩较多，在插打钢板桩时遇坚实地质强行插打致钢板桩变形，使用前未进行校正修理或检修不彻底，锁水处咬合不好，以致接缝处易漏水。转角处未实现封闭合龙，应有特殊形式的转角桩，这种转角桩要经过切断焊接工序，可能会产生变形。打设拉森钢板桩时，两块板桩的锁口可能插对不严密，不符合要求。拉森钢板桩的垂直度不符合要求，导致锁口漏水。

③预防措施。旧钢板桩在打设前需进行矫正。矫正要在平台上进行，对弯曲变形的钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正。做好导梁、夹具，以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。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。

4.2拉森钢板桩侧倾和基坑底土隆起及地面裂缝

①现象。采用拉森钢板桩，开挖土方的挖土机及运土车辆设在地面钢板桩侧，开挖不久即发现钢板桩顶侧倾，坑底土隆起，地面裂缝并下沉。

②原因分析。这些钢板桩施工都在软土地区，设计的嵌固深度不够，因而桩后地面下沉，坑底土隆起是管涌的表现。在挖土作业时由于挖土机及运土车在钢板桩侧，增加了土的地面荷载，导致桩顶侧移。

③防治措施。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》（JGJ 120—2012）规定执行。挖土机及运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载计入设计中，以增加桩的嵌固深度。一般拉森桩施工时，压密注浆配合，四周有钢板桩支护，基底水压较大，为更好地防水，基底做压密注浆，其厚度按土质而定。另外钢板桩支护转角处连接不够紧密，宜发生流砂现象，故需进行压密注浆，注浆数量为 3～4 根。如地下水位较高时需进行轻型井点降水配合。

5、结束语

在完全参与施工过程中感受到了，拉森钢板桩对于河道涉水施工中对于施工过程中的高效及构筑物质量的把控起到了关键作用。主要体现在经济高效方面，对基建行业从业者带来及大的便利。更加高效的基础设施建设将带来更好的明天。