浅谈深基坑支护施工技术

浅谈深基坑支护施工技术

【摘 要】针对深基坑特点，提出各种可采取支护结构形式，重点针对钢板桩支护技术来展开探讨，通过文结合工程实践经验，提出其，主要对深基坑中钢板桩支护施工技术要点进行了探讨，可为类似工程提供参考。

【标签】深基坑；基坑支护；钢板桩；支护施工 1.引言

在基坑工程实践中形成了多种成熟的周边围护结构类刑，每种类型在适用条件、工程经济性等方面各有特点，因此需要综合考虑每个工程程规模、周边环境、工程水文地质条件等因素合理选用周边围护结构形式。

2.工程实例

天津华苑试验中心工程建筑面积为14679.6m2，整个场地的基坑外边线距离施工便道不大于2m，整个场地所处地貌类型为长江下游冲洪积平原，属于河漫滩相。场地地形较为平坦，地面标高平均值为-1.5m，基坑整体开挖深度为5.5m，而局部承台开挖深度为6m。

3.深基坑支护形式的选取

不同的工程地质情况等将决定着深基坑支护形式的选取，同时合理地选取支护形式又间接地反映了基坑支护的顺利开展。从目前深基坑支护形式来看，当前可采取的基坑围护结构型式主要有以下几类：（1）放坡开挖及简易围护结构。当地基土性较好，基坑开挖深度不大，施工场地条件允许时可采用放按开挖。为了增加基坑边坡的稳定性，可在坡脚采用袋装砂土、堆砌块石等简易支护措施。但挖填土方量太大致使工期长、费用高时，则不宜采用放坡开挖。 （2）悬臂式深基坑支护结构。将钢筋很凝土排桩墙、钢板桩、地下连续墙等支护结构埋入基坑底面以下足够深度，基坑内不设内支撑或锚杆，靠围护结构足够的埋深及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全。这种深基坑支护技术可以适用于在土质较好、开按深度不大的基坑工程中应用。（3）重力式围护结构。采用深层搅拌法、旋喷法等工艺形成水泥土桩墙，水泥土桩与其包围的天然土形成重力式挡墙，以支挡周围土体，维护基坑边坡稳定。因水泥土桩抗拉强度低，受荷载后变形较大，所以适于在较浅的基坑工程中应用。（4）内撑式深基坑支护结构。由支护结构体系及内撑体系组成，这种支护形式的支护结构体系一般为钢筋混凝土排桩或地下连续墙，内撑体系采用现浇钢筋混凝土杆件、钢管或型钢等。因内撑体系刚度好、变形小，可用于各类土层的基坑工程中。（5）拉锚式支护结构。由支护结构体系及锚固体系组成，支护结构体系为钢筋混凝土排桩或地下连续墙。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种，锚杆式按基坑开挖深度不同可设单层或多层锚杆，地面拉锚式则需要足够场地设置锚桩或其他锚固体。由于锚杆式围护结构需地基士具备足够的摩阻力，除软粘土地基外，在一般砂土、粘性土地基中均可采用。

从表面上看，喷锚支护与土钉墙支护没有明显的区别。实际上二者的加固机理有很大不同。喷锚支护的构造，如图1所示。主要受力构件是土层铺杆。每根土层锚秆严格区分为锚固段与自由段，锚固段设在土体主动洛裂面之外.采用压力注浆le由段在土体滑动面之内，全段不注浆。锚杆杆体一般选用钢绞线或桔轧螺纹钢筋。锚杆一般施加预应力张拉，在墙面要设置有足够刚度的腰梁以传递锚杆拉力。喷锚支护原来主要用于风化岩层的开挖，现在也常用于硬粘土、—般粘性土和粉土层。但不适用于有机土层、相对密度Dr50%的粘土层。锚杆上下

排间距不宜小于2.5m小平方向间距不宜小于1.5m。锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m，倾斜锅杆的倾角为15°-35°。

4.钢板桩支护技术

钢板桩在深基坑支护中应用广泛，但其需严格的施工质量要求，打设钢板桩之前应当根据设计要求及施工条件选定好一定型号及规格的钢板桩后，应按相应型号规格的质量标准对钢板桩进行验收，当钢板桩的质量现状与标准不符时，则应进行矫正直至达到质量标准，否则不宜采用。

4.1 钢板桩的前期准备技术

板桩的设置位置应便于基坑开挖后的基础施工，如：板桩的内侧应与将施工的基础结构外边缘留出支核、拆模的空间.板桩在平面上的走向应尽量乎宜整齐，避免不规则的转角，这样不仅可使钢板桩得到充分利用，又便于扳桩的打设及基坑开挖后的支撑或拉锚。对需采用多层支撑（锚杆）的钢板桩，为了防止基坑开挖后钢板桩挡土墒的变形，在基坑全面开挖前，应先在土层上部开出沟槽并在槽内安设板桩支撑并预加顶紧力，之后方可继续挖土。

（1）钢板桩的检验及矫正。对用于临时支护的钢板桩，工程中主要是进行外观检验，对板桩表面是否有缺陷等进行检查；对桩上影响打设的焊接件应割除，对已有的割孔及断面缺损部位则应补强，当锈蚀严重时，应量测出断面的实际厚度，并按实际厚度计算板桩的强度。当板桩的质量现状与质量标推不符时，需采用焊接修补、氧乙炔切割、砂轮磨平、在龙门式顶梁架上用千斤顶进行弯曲矫正等方法进行修正。

（2）导向架安装。为了保证沉拉平面轴线位置正确及杖的垂宜度、控制桩的打人精度、防止扳杖的屈曲变形和提高校的贵人能力，在打桩前应在地面设置坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架由导梁及围檩桩组成，围檩桩一般间距为2.5—3.5m，导梁的间距一般比板校墙整体厚度大8-15mm。在安设导向架时，其位置不应与钢板校相碰，而且围核桩不能因打设钢板桩而下沉或变形，需用经纬仪、水平仪控制导梁的位置及标高，其高度应有利于控制钢板桩施工时的高度和提高工效。

（3）沉桩机械选取技巧。对于落锤、汽锤及柴油锤等冲击打桩锤均可用来打设板桩，但在校锤与板桩之间应设校帽，使校锤的冲击力能较均匀地分布在桩断面上，以保护校顶免遭损坏。沉桩时还可采用振动锤沉校，这种桩锤不仅适宜沉桩，还适宜拔桩，所以结合工程实践经验，笔者建议在工程中采用。

4.2 钢板桩的打设与拔除

（1）打设方式选取技巧。合理的钢板桩打设方式将决定着施工质量及其施工是否能顺利开展。目前施工中采用的订设方式有“单独打入法”和“屏风式打入法”两种。当采用单独打入法施工，是从板桩墙的一角开始打桩，逐块（或两块一组）打设直至工程结束，不留辅助支架，方法简便迅速。但采用此方法时板樁易向一侧倾斜，从施工效果来看，当施工至一定数量后累积误差较大且不易纠正，因此，笔者认为对于基坑开挖深度不大、板桩长度较小（如小于10m）的情况则可采取这种打入方式。而对于采用屏风式打入法施工时，是将10一20根钢板桩成排插入导向架内形成屏风状，先将屏风两端的板桩打入一定深度或打至设计标高从而形成定位板桩，之后将中间的扳桩按顺序并按1/3、1/2的板桩长度呈阶梯状打入，见图2所示。该方法可减小倾斜误差的累积以防止过大倾斜，易于实现板校培封闭合拢，使施工质量得以保证。但值得注意的是，由于插校时自立高度较大，应配合相应的稳校措施以保证施工安全。4.3 钢板桩的打设

打设钢板桩时需先用吊车将板桩吊至沉校位置并进行插桩，插桩时各桩的锁口应对准，每插入一根桩即应套上桩帽并轻击数次，在沉桩时应在水平面的两垂直方向用经纬仪同时校正扳校的垂直度。为了防止板桩锁口竖直中心线出现过大平面位移，可在打桩进行方向的锁口处设置卡板以阻止板桩位移.并在围槐上预先标定出各块板校位置以便及时检查校正。 不管是采用单独打入法还是采用屏风式打人法沉桩，钢板桩的沉桩深度应分次打人，如第一次由20m高度打至15m，第二次打至10m高度.第三次打至导梁标高，待导梁拆除后才最后打至设计标高。对最先打设的第一、二块板桩，其打入位置及方向的精度应确保，因它们可以起样板导向作用，所以每打入1m，需测量一次垂宜度及定向。从工程实践经验表明，对于钢板桩打设误差允许值为：桩顶标高土100mm，板桩的轴线偏差土100mm，垂直度1%。

4.4 钢板桩的转角和封闭处理技巧

由于钢板校挡土墙的设计宽度不一定为板桩标准宽度的整数倍，加上板校场的轴线走向多变、板桩制作及打设时产生的误差等原因，都给板桩墙的最终闭合工作带来困难。通过结合工程实践，针对板桩墙转角处及封闭合拢，笔者总结出在施工中可采用的几种处理技术：

（1）异形板桩法；在板桩墙转角处打设根据转角形态专门设计的异形板桩，由于其截面形状特殊，加工制作后质量不易保证，特别是用于封闭合拢的异形桩往往在合拢前才能根据具体情况进行加工，使施工进度受影响，再则异形桩的打人和拔出也较困难。所以除极特殊的情况外，应尽量避免采用。

（2）连接件法：在转角处或合拢处末施工前，准备一定数量的特制连接件，连接件截面形状为“w”形成“δ形，根据板桩墙实际需要形成的长度及连接件和钢板桩的宽度，统筹安排钢板桩的根数及连接件的报数，以此调整钢板桩的数量及走向，由钢板桩及连接件共同形成的板桩墙按调整后的挡墙走向实现转角或合拢。

（3）驹续搭接法：对钢板桩文护质量要求不高的工程，可采用骆绕搭接法实现板桩培闭合，即选用其他宽度型号的钢板桩搭配使用，在原型号板桩城的闭合处用宽度较大的其他型号钢板桩打人而形成板校埔闭合，但该闭合板校应打设在挡土培的后侧。

（4）轴线调整法：即采用调整挡土培闭合处轴线位置及长度的方法实现合拢，见图3所示。具体方法是在挡土培长边及短边打至窝转角桩尚有8块扳校时暂停打桩，量出至原设计转角桩处的总长度以及需合拢应增加的长度；根据长短边需增加的长度及转角校的尺寸，将短边上的导梁与围操校分开（用千斤顶向外顶出）.此时导梁将沿调整后的轴线（因6—52中虚线）外侧设置，核查无误后再将导梁用围槐桩焊接固定，在长边上的导梁内插桩继续订设至調整后的转角桩处，即可转向沿短边插打两根钢板桩；在短边方向则沿调整后的轴线继续向前插打，即可与长边转向打设的板校封闭合拢。

4.5 钢板桩的拔除处理

当地下部分的结构施工完毕后，基坑而进行土方回填，此时可拔除钢板桩以便修整再用。拨桩前应考虑投桩顺序、拔除时间及桩孔处理方法等情况可能造成的影响。例如，拔校时会产生一定的振动，若拔出时带出的土过多则会引起边披上的土体位移或者地面沉降，这不仅会给已施工的地下结构带来危害，还可能对邻近建筑物、道路和地下管线的正常使用造成威胁。进行拔校施工时，对封闭式钢板桩墙，所拔的起始桩宜离开角枚不少于5根为宜，拔桩的顺序一般与打设顺

序相反.必要时还可采用间隔跳拔法拔除。

起拔钢板桩时宜采用振动锤拔除，当单独采用振动锤难以拔出时，可在钢板桩上设置吊架，用起重机配合共同拔除钢板桩；当振动锤产生强迫振动时.扳校与土体的粘结力道破坏，起用力克服拨桩阻力使桩被拔出。拔桩时预先用振动锤将板桩锁口振松动，以减小板桩与土的粘结力，之后即可边振边拔。对于较难拔出的板桩，可先用柴油锤进行振打，再与振动锤交替进行振打和振拔。在拔校过程中，为了使校孔能及时回填，在板桩拨至比建筑物基础底板标高赂高位置时应暂停技校，而应使振动锤振动数分钟让校孔内土体受振境实。对拔桩形成的桩孔应及时回填，以减少对邻近建筑物及设施的不利影响，如可采用振动法、挤实法、填入法等。有的工程采用边振拔边回海水并回填砂子，也收到较好效果。

5.结语

对本基础采取深基坑支护施工，从工程场地及其环境特殊等条件，从多种支护方案中通过选取钢板桩支护技术，在整个方案实施过程中均未出现异常现象，而且对工程没有产生不利影响，具有较高的施工安全性。整体支护造价费用客观，经济效果显著；而且钢板桩支护施工速度快，有效地缩短工程周期。

参考文献：

[1]常敏基，刘月栋.钢板桩在深基坑支护中的设计与应用[J].交通世界（建养.机械），2011，16（11）：21～22.

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