论拉森钢板桩在基坑支护及止水中的应用刘玉伟

论拉森钢板桩在基坑支护及止水中的应用刘玉伟

中国建筑第二工程局有限公司北京110000

摘要:拉森钢板桩结构具有质量轻、强度高、锁口紧密、水密性好、施工方便、施工速度快、重复利用等优点。本案例工程采用拉森钢板桩进行支护及止水,利用外拉锚固桩对钢板桩进行卸荷。PDCA循环模式详细介绍拉森钢板桩在深基坑中的施工方法和注意事项。使其形成一个成熟的施工工法提供参考。

关键词:拉森钢板桩;基坑支护;止水;外拉锚固桩

1、拉森钢板桩介绍

1.1拉森钢板桩起源

1902年,德国工程师在不来梅开发制作了世界上第一块U型剖面铆凸互锁的钢制板桩。1914年,两边都能连锁的的板桩问世了。1957年我国在建设武汉长江大桥时由铁道部大桥局从原苏联引进,首次将U型钢板桩应用在水中桥墩围堰施工中。2003年起U型热轧拉森钢板桩租赁服务企业开始兴起,早期应用于铁路、桥梁较多。

1.2拉森钢板桩的特点

拉森钢板桩作为一种新型建材在基坑支护中得到了强有力的发展及应用,其主要特点如下表:表1-1拉森钢板桩优点、表1-2拉森钢板桩不足。

2、拉森钢板桩基坑支护设计思路

拉森钢板桩施工难点在于采用什么方式进行荷载传递,参考江西本地优秀工程,大部分都采用内支撑进行钢板桩卸荷。因围堰面积大,施工困难且成本高,对后续基坑开挖可能造成影响。为此,项目研究决定采用外拉锚固桩进行拉森钢板桩的卸荷。相比于内支撑,达到相同的卸荷效果而极大的节约了成本,施工速度快,且易操作,并对后续基坑开挖没有影响。适用本工程实际情况。

3、拉森钢板桩止水

地勘报告中显示本工程地下水丰富,且离赣江较近,因此本工程在冷冻机房基坑外侧5m处打设一圈高压旋喷桩相互搭接形成整体截水帷幕嵌入岩层。从理论来说基坑外侧水体对基坑内侧水体补充路径基本切断。但实际工程中仍存在少许渗流,故需进一步切断基坑外侧水对内侧水体的补充。

3.1钢板桩锁口是否紧密

图3-1钢板桩锁扣大样

拉森钢板桩有良好的止水效果,是因为每块钢板桩都有锁扣,水只能通过锁扣缝隙进入围堰内部。但因为有锁口的存在,对钢板桩的打设要求很高(钢板桩打设见上文基坑支护)钢板桩打设的“顺直度”对发挥钢板桩效果至关重要。拉森钢板桩锁口大样见图3-1。

3.2拉森钢板桩漏水点处理

对于其中坑中坑的电梯、扶梯基坑需打设拉森钢板桩进行止水(坑中坑拉森钢板桩打设如图3-2)。在渗砂渗水处进行如下处理:

3.2.1如果因为锁口处不紧密导致漏水时,可以用棉絮内衬柱塞,外面再包裹一层防水彩条布,起到防水和减小水压力的双重效果,同时外侧水中漏缝处撒大量木屑、谷糠和炉渣的混合物,使其由水夹带至漏水处自行堵塞。

3.2.2对于漏水比较严重的部位,可在基坑内侧挖一条引水渠将水引至集水坑内。由水泵统一抽出。

图3-2坑中坑拉森钢板桩打设

3.3基坑降水

由于下沉部位(底板顶)深度相对地下二层底板顶-4.6m,此区域需采取特殊处理,所以根据设计要求在基坑周边和基坑内部均设置降水井,共布置12口疏干井,其中坑内布置6口,坑外布置6口,降水井数量可根据现场情况进行调整,但应保证坑内水位在开挖面以下0.5m。监测点位置设计布置于围护桩顶部,监测数量每边不少于3个,共布设15个监测点。观察坑内降水井标高以确定拉森钢板桩的止水效果,如水位在开挖面0.5m以下则可正常施工;如水位在开挖面以上,则应找出漏水点进行堵漏,直至水位降至开挖面0.5吗m以下。基坑开挖后正至南昌雨季,降雨量大,给基坑降水带来较大的挑战,且基坑底部带有800mm左右厚的淤泥。项目部采用大泵24小时抽水及在基坑周围开挖沟渠减少周围水涌向基坑内。基坑内淤泥采用机械+人工清理模式。

4、经验总结

4.1拉森钢板桩在基坑支护和止水中的应用十分广泛、实用性强、特点显著、收益较高。相比较土钉墙、排桩等基坑支护形式。拉森钢板桩在基坑支护中具有施工进度快,占地空间小的特点,节约了更多的人力物力,对于施工进度的控制比较理想;而且,拉森钢板桩可以重复使用,在成本方面控制方面可以大大减少,节约成本。

4.2外拉锚固桩是施工钢板桩最为重要的一个工序,外拉卸荷施工的好坏直接影响拉森钢板桩是否能进行下一步施工。在本案例中先用两根28a工字钢作为外拉锚固桩,桩身位移较大实际效果不理想;后把外拉锚固桩改为3块同支护桩的拉森钢板桩,外拉锚固桩的桩身位移满足设计要求。

4.3采用拉森钢板桩进行基坑支护时,适用于软土地层、积沙地层和其他一些不稳定土质。由于项目西边贴近赣江,所以地下多为江流积沙,基坑底部多为细沙,稳定性差,使用钢板桩用作基坑支护的同时还可以有效的防止出现漏沙的情况,为后续的基础施工提供良好的施工条件。而且,拉森钢板桩在施工时对于周围的环境影响范围较小,不会影响周围的其他同级施工,这也为进度的控制提供了一定的保障。

4.4拉森钢板桩在止水应用中适用于淤泥、地表积水等基础施工中。主要可以做刚性的止水帷幕。由于项目工程临近赣江,地下水位较高;冷冻机房东西两侧都是商业楼,且均在冷冻机房前面开始施工,所以经常可能会有这两侧地下室引流过来的积水。所以使用拉森钢板桩可以起到很好的止水作用,避免在冷冻机房的基础施工时带来一些麻烦和困扰。基坑底部多为江流积沙和细沙,稳定性差,使用拉森钢板桩也可以有效的避免大雨天气或者东西两侧引流水时出现渗水渗沙的情况。减轻了基础施工的压力。

4.5拉森钢板桩在施打前必须进行检查矫正。拉森钢板桩的施打过程中必须严格做好测量放点和定位导向,双向垂直度也必须严格把关,这样才能使桩与桩之间能够最大限度的咬合,尽量减少咬合处的缝隙,保证钢板桩墙面垂直,且紧贴围凛周边,这是止水防渗的关键。

4.6在基坑施工中,如果因为周边施工对钢板桩周围的造成一定的压迫等一些不可避免的原因,使钢板桩咬合处出现缝隙,造成渗水漏水应当及时采取补救措施。对于锁口不密而产生漏水现象时,可用棉絮内衬柱塞,外面再包裹一层防水彩条布,起到防水和减小水压力的双重效果,同时外侧水中漏缝处撒大量木屑、谷糠和炉渣的混合物,使其由水夹带至漏水处自行堵塞;对于较大的裂缝,可以在基坑内侧挖一条引水渠,将水引入集水坑。以达到止水的目的。

4.7基坑开挖期间每天三次对拉森钢板桩变形进行监测,用大量监测数据反馈基坑实时情况,并在基坑周围设置警示牌和防护栏杆,杜绝安全隐患,保证基坑安全。

4.8在用拉森钢板桩进行施工时,我们项目按照P→D→C→A,即计划→执行→检查→纠正的问题处理模式,对拉森钢板桩的打设过程进行反复推敲,找出问题的症结,并制定解决的办法,体现了项目现代、高效、富有人性化的管理模式。

参考文献

[1]刘军,《建筑工程质量控制与验收》,中国建筑工业出版社,2002.

[2]龚晓南,《深基坑工程设计施工手册》,中国建筑工业出版社,1998.

[3]欧领特,《钢板桩工程手册》,人民交通出版社,2011.

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