沉井施工的拉森钢板桩围护

摘要：目前，埋深较深的污水井、雨水井、电力井等都采用沉井施工沉井施工。但在贴近现状较大运行管线（管径2.4米）的情况下进行下沉施工，若土体流动容易导致外侧运行管线移动破坏。本文对宁波市北环快速路工程Ⅶ标段工程沉井施工所采用的拉森钢板桩围护进行阐述，该方法有效隔绝了沉井下沉过程中土体开挖对外侧土体的扰动，保护了现状运行管线的安全。

关键词：沉井、围护、拉森钢板桩

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

宁波市北环快速路工程VII标段西起329国道，东交世纪大道，全长约1790m，主线采用高架+地面道路结构，与世纪大道相交采用四层“全定向+迂回半定向匝道”组合式全互通立交立交方式。

本标段工程内容包括：新建北环快速路主线、改建地面辅道，新建世纪大道主线，新建8条立交匝道。主体工程为：道路工程、桥梁工程、排水工程。而新建污水沉井位于现状管径为2.4米的给水管旁，沉井施工挖土下沉时，会对周边土体形成扰动，从而有可能导致此给水管移位、破坏，造成的损失将不可估计。因此，需要对施工区域周边土体进行加固，传统采用水泥搅拌桩围护等方法工期较长，且施工完成后对后续顶管施工形成障碍，造成顶管无法顶进。针对现场实际情况以及后续施工要求，采用拉森钢板桩进行围护。拉森钢板桩施打速度快，施工完成后可以拔除，对后续施工不造成影响。

2、围护结构的主要技术参数及技术要求

2.1、钢板桩

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，钢板桩选用拉森Ⅳ型，截面抵抗矩W=2270cm3；依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度18 长。

进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正；施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。

2.2、支撑体系

采用现浇钢筋混凝土围梁作为围护结构的支撑体系，混凝土强度等级为C25。围梁与拉森钢板桩围护之间采用拉结钢筋将围梁钢筋与拉森钢板桩之间进行焊接，确保围梁位置稳固。

3、拉森钢板桩围护施工

3.1、拉森钢板桩支护施工流程

拉森钢板桩的打设虽然应在沉井施工开始前完成，但整个板桩围护结构需要等沉井结构施工完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。因此，对于拉森钢板桩的施工应考虑打设、土层开挖、支撑、沉井结构施工、支撑拆除及板桩的拔除。

工程放线定位钢板桩定位安装导向钢围檩打设拉森钢板桩拆除钢围檩土方开挖至支撑标高支撑安装沉井结构施工拆除支撑拉森钢板桩拔除。3.2、拉森钢板桩吊运及堆放

装卸拉森桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。在堆放时要注意：

(1) 堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便，并在堆放处设置标牌说明；

(2)钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。

3.3、导向钢围檩设置

在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，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、坚固的导架，亦称“施工围檩”。

导架采用单层双面形式，如果对钢板桩打设要求较高，可沿高度上布置双层或多层，通常由导梁和围檩桩等组成，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8～10mm，这样对钢板桩打入时导向效果更佳。下层围檩可设在离地面约500mm处。围檩支架采用H型钢。围檩与围檩桩之间用连接板焊接。

安装导架时应注意以下几点：

（1）采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。

（2）导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。

（3）导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。

（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。

3.4、拉森钢板桩打设

施工采用自行振动式拉森桩打拔机进行打设。考虑到拉森桩施工时有震动，故必须采取先打拉森桩，安装支撑的施工的顺序。

打桩前，熟悉地下管线、构筑物的情况，先由测量人员定出钢板桩围护的轴线，设置导向钢围檩后，方可施打。

第一根钢板桩插打：桩机前臂吊起钢板桩，打开桩机头夹板夹住桩头，垂直后在设计位置通过打桩机的液压振动锤将钢板桩插入至设计深度。

后续钢板桩插打：第一根桩打插完成以后，后续钢板桩沿前一根桩的扣槽插入至设计深度，直至形成封闭基坑的钢板桩围护体系。

为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。在钢板桩的锁扣内涂油脂,以方便打入。

钢板桩施工应保证桩与桩之间咬合并且逐根施压，并注意对钢板桩长度和标高的控制，其打设的允许误差为：桩顶标高偏差±100mm，钢板桩轴线偏差±100mm，钢板桩垂直度偏差为1%。

钢板桩施工期间加强对周围土体、地下管线及建(构) 筑物的变位观测。若发现异常变位，及时采取相应措施。

3.5、钢筋混凝土支撑施工

拉森桩打设完成后，在内侧支撑设置位置进行土方开挖，开挖至支撑标高后对基础进行处理。

支撑采用现浇钢筋混凝土围梁，混凝土强度等级为C25。围梁与拉森钢板桩围护之间采用拉结钢筋将围梁钢筋与拉森钢板桩之间进行焊接，确保围梁位置稳固。

围梁地模须严格可靠，防止支护结构混凝土浇捣时产生变形。围梁宜一次浇筑，若需留置施工缝，则应在施工缝处做好加强措施。

3.6、拔桩

原则上沉井结构施工完成后就可进行拔桩，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、灌砂措施。

拔桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。先用拉森桩打拔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。

对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5 根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。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 后再往下压入0.5m～1.0m ，再往上振拔，如此反复可将桩。

3.6、桩孔处理

钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂灌入密实。特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。

4、拉森钢板桩围护施工的质量控制措施

由于地质结构复杂，拉森钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决，进而保证施工质量。

4.1、拉森桩打入底标高，入土深度必须达到拉森桩桩长2分之1倍长度以上，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩（桩身弯曲矢度大于1‰桩长）不得使用。

4.2、围护拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处补插钢板桩。其次检查支撑的安装情况是否符合要求，待全部检查及准备工作完成之后，方可进行内部沉井结构的施工。

4.3、打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

4.4、钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

4.5、钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工。

4.6、在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等济减少阻力。5、结束语

本工程在施工拉森钢板桩进行围护的前提下，圆满完成沉井的下沉施工，并确保了后边管线的安全。因此，拉森钢板桩围护以其施工快，拆除方便的特点，值得在相同工程中进行推广。

参考文献：

1、中国市政工程中南研究院宁波市北环快速路（前洋立交～世纪大道）工程施工图设计图集；

2、宁波市北环快速路工程VII标段施工组织设计（实施性）；

3、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；

4、《钢结构工程施工质量验收规范》B50205-200l ；

5、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）；

6、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

7、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；

8、《建筑施工技术手册(第2次修订版)》；