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深基坑钢板桩施工技术浅析

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：郑志德

[导读] 摘要：东莞巨正源科技有限公司120万吨/年丙烷脱氢制高性能聚丙烯装置一期工程全厂配套公用工程位于广东省东莞市沙田镇立沙岛石化区。

        中石化第十建设有限公司山东青岛 266555
        摘要：东莞巨正源科技有限公司120万吨/年丙烷脱氢制高性能聚丙烯装置一期工程全厂配套公用工程位于广东省东莞市沙田镇立沙岛石化区。工程采用深基坑钢板桩施工技术，在施工前分析工程地质特点，从而采取有效的施工技术和监测措施。
        关键词：深基坑；钢板桩；施工技术
        1工程特点
        其一，厂区地下水位较浅、雨水较多、现场地质较差、根据勘探报告及现场开挖发现，土壤密实度及粘性较差，土质多为淤泥；
        其二，基坑开挖深度大；
        其三，施工周期长；
        其四，工期紧，增大了基坑不安全因素。
        2施工技术要求
        2.1打拔桩设备的选型
        基坑工程现场土为淤泥质土，因此钢板桩在安装过程中会遇到黏土层。黏性土层（如淤泥质土层）在进行钢板桩的安装时其阻力相对于无粘性土层更大。而在基坑工程中，要达到基坑稳定的效果钢板桩最小的入土深度为 16m，钢板桩打入之后需要很大的摩擦力以保证钢板桩的固定。一般情况下，施工机械的吨位均较大，这使得基坑施工面临更多的困难和问题，造成工期延误的风险。如果解决了由于施工机械吨位较大引起的各种问题以及克服相应的困难，不仅能缩短基坑工程的施工工期，还会降低各种施工成本。因此在打桩机的选择上，一定要慎重，综合考虑场地的情况以及打桩设备的功能性加以选择。对选定的施工机械应仔细地检查，保证设备能够正常运转，降低施工过程中因设备故障造成的工期延误等问题，然后才能开始入场施工。本工程主要是根据钢板桩的入土深度、现场的水文地质情况以及施工机械本身的功率和吨位，选用了 DZ90 型振动锤进行钢板桩的打桩，振动锤的重量为 10 t，相应的吊机为 50 t。
        2.2钢板桩选用及支撑体系
        根据现场地质条件及吸水池的开挖深度，经过讨论并核算：采用12m钢板桩施打，支撑采用内支撑的方式，即可满足本工程开挖深度需要。
        2.3钢板桩施打要点
        2.3.1钢板桩桩位放线
        测量人员按施工要求，根据控制桩定出吸水池的边线，再根据边线以基础向四周外延2.5m，即画出钢板桩施工边线。放线测量应作记录，并标明所依据的控制点。
        2.3.2钢板桩施打
        1）测量人员定出围檩轴线，每隔一定距离设导向桩，使用钢板桩制作导向桩，挂绳线为导线，用导线控制轴线。
        2）送桩：吊起钢板桩，扶正就位。
        3）连续施打逐根单桩，桩顶高程差控制在合理范围。
        4）插打中随时监控桩的斜度，控制在2%以内，偏斜过大则拔起重打。
        钢板桩施工时，在拐角处应选择角桩进行施打，保证拐角处钢板桩的衔接性，以此保证通道处基坑整体的稳定性。

                           吸水池基坑支护平面图
        2.3.3围檩安装
        当挖土挖到施工的工作面后，清理拉森桩上的浮土，焊接三角牛腿（采用[30槽钢）并架设型钢围檩，围檩架设在距拉森桩顶500mm的位置，并测定出该道支撑两端与钢牛腿的接触点，以保证支撑与围檩垂直，位置适当。先用25T吊机吊起整根围檩，两头分别搁在钢牛腿上，钢支撑起吊时支撑的两端系根棕绳作拉索，用以校正支撑两个端头的位置。钢围檩吊装到位，必须对围檩与拉森桩之间的空隙用钢板进行垫实，并焊接牢固。
        2.3.4内支撑安装
        第一，内支撑安装。
        1）安装好围檩后进行内角支撑的焊接，内支撑采用Φ500*10的钢管,间距5000，在四周拐角处分别设置6m、12m长的钢管支撑。
        2）角支撑焊接在围檩上，应焊接牢固，采用双面焊接，使其在一平面上形成一个整体。
        3）在吸水池筏板施工完毕后，为保证池壁进行施工，须对顶部角支撑进行拆除，根据现场支护情况，如遇支护情况不良，上部角撑拆除前须在筏板侧面钢板桩处增加一圈围檩，同时每隔4m设置H型钢（HW350*350*12*19）支撑在筏板基础上（须垫垫板，垫板尺寸为800*800*10），以此来保证基坑支护的稳定，承台处加固平面图见下图。
        第二，基坑开挖。
        1）本工程采用分层开挖方式，以长臂挖掘机挖除桩间土为主，人工挖土及修整为辅（基槽底200mm及集水坑人工挖土），第一层开挖至0.5m深，设置钢围檩。第二层用两台长臂挖掘机开挖至设计标高，开挖土方直接用自卸汽车运至甲方指定地点堆积，堆土区域用挖掘机、推土机集中打方堆放，再用防尘网罩上。
        2）基坑边缘不得堆放土方，不得行走运输工具和机械，建筑材料一般应距基坑上部边缘不少于2m，堆置高度不应超过1.5m。在基坑土质不良的情况，此安全距离还应适当加大。
        3）拉锚固定完后，开挖钢板桩内部土方，开挖过程中注意对钢板桩的保护，防止碰到钢板桩；开挖完后首先检查钢板桩是否牢固合格，验收合格后进行地基验槽的工序。
        4）基坑开挖完毕后，地基验槽检查，确定有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。
        5）基坑监测
        在基坑开挖中需进行监测，把开挖的影响降低。基坑监测是检验正确性的途径，可避免事故发生。基坑监测可以确定土体和周围管线的安全性，发现问题及时整改。通过监测跟踪和掌握各种不利现象，掌握基坑围护结构稳定状态，安全程度以及支护效果，安排土方开挖的速度和方式。同时，基坑安全监测还是最终评价基坑围护结构稳定性的重要依据。
        第三，施工降排水。
        本工程主要采用管井进行降水，局部配合轻型井点降水。在事故水池南侧、东西侧设置深基坑管井进行降水，管井设置深18m，井径300mm，采用过滤性混凝土管，东西向每侧设置5个，南侧设置7个，共计设置17个管井，北侧由于场地限制，采用二级轻型井点降水，其他根据现场开挖后的实际情况，局部用轻型井点降水配合降水。
        第四，土方回填。
        水池施工完成验收后，按设计规范要求及时进行分层回填作业，将土方回填至牛腿下部，拆除围檩，拆除时注意对钢板桩的保护，拆除完后利用吊车将围檩及牛腿吊至基坑外侧运回仓库。
         第五，拔桩及土方回填。
        1）拆除围檩后，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏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；拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。
        2）将钢板利用桩机拔出后，进行基坑的后续回填直至地面设计标高。
        3钢板桩支护施工技术注意事项
        由于土层条件的不同，所选用的深基坑支护施工的关键技术也是不同的，钢板桩支护施工技术就是其中一个，并且在实现良好施工质量方面，也给予了重要的支持。那么，在钢板桩支护施工的时候，应当从以下几个方面展开：
        （1）在钢板桩支护施工的时候，需要注重钢板的质量、以及钢板桩的连接、钢板桩的形态等方面，一般情况下是以 U 形、Z 形等方面为主，以此满足高层建筑工程深基坑支护施工的需求。同时，在钢板桩支护施工的时候，需要对地下室进行综合性的考虑，若是高于地下水的话，就需要进行隔水处理，避免钢板桩支护施工质量受到严重的影响。
        （2）针对一些土层较硬的区域，在钢板桩支护施工的时候，会产生较为明显的挤土现象，这样周围地面很容易产生鼓包的现象，并且在桩体拔出的时候，还会产生孔洞，严重影响其施工效果。因此，面对这样的情况，需要对孔洞及时进行填补，以此保证钢板桩支护施工的质量。
        结束语
        钢板桩施工技术的应用有助于提升深基坑施工的质量安全，有助于保证工程项目顺利安全施工。本文以具体案例为对象分析了钢板桩支护的方法，仅供参考。
        参考文献
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        [3]陆泳.钢板桩支护在市政工程深基坑施工中的应用研究[J].中国标准化,2019(04):90-91.