拉森钢板桩施工

1、浅谈拉森钢板桩围堰施工技术 储振华 （中铁四局集团有限公司市政工程分公司，湖北 襄樊 441000）  摘 要：本文结合工程实例，简述拉森钢板桩在南钢港池南岸石头河铁路桥工程1#、2#桥墩基坑围护工程的施工工艺特点、施工方法、沉桩质量控制及保证措施。 关键词：拉森钢板桩；支护；基坑；控制 1 工程概况 南钢港池石头河铁路桥工程1#、2#桥墩承台基础位于石头河河床上。1#、2#桥墩承台基础尺寸为：长8.7m，宽5.6m，基坑平均开挖深度河床以下5.6m（包括垫层）。由于石头河是长江的一个分支，基坑开挖时正是南京的梅雨季节，江水不断上涨，河水很深。 2 地质概况 根据岩土工程勘察报告，自

2、上而下土层分布为： 表层为冲填土。其性点为灰色、松散，局部分布，以河中淤砂为主，含少量腐植物及云母碎片，并不均分布，该层土层厚度约2.4m 。 次层沉桩段为淤泥质黏土。其特点灰色，有流塑性，具有水平层理，含腐植物，局部夹少许粉土或粉砂薄层，土层厚度为13.3m 。 3 钢板桩方案 3.1 钢板桩的选用 根据现场的施工条件、施工图纸以及岩土工程勘察报告，结合拉森钢板桩宽度适中，抗弯性能好、施工安全等方面考虑，选用单面拉森S-IV型钢板桩。根据地质资料及作业条件决定钢板桩围堰的尺寸为12.7m×9.6m（见下图），钢板桩长度为12m，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以

3、上。3.2 打桩设备的选用 拟采用Z550型液压振动沉桩机作为沉设拉森桩主要动力。打拔桩机为挖掘机（PC320）加液压高频振动锤改装而成，为台湾仿荷兰产振动锤，激振力320kN。详见主要机械设备数量表  序号 机械设备名称 规格型号 单位 数量 备注 1 打桩机 Z550 台 1  2 挖掘机 PC220 台 1  3 震动锤  台 1  4 卷扬机  台 1  5 抽水机 ø150污泥泵 台 2  6 电焊机  台 2  7 等离子切割机  台 1  8 大型拖车

4、 30吨 辆 5  4 钢板桩施工工艺 4.1 钢板桩施工的一般要求 (1)钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于1#、2#桥墩及承台施工，即在承台基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。 (2)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。 (3)整个基础施工期间，在基础清淤、吊运、绑扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。 4.2 钢板桩施工的工艺流程 根据施工图及现场情况进行施工前准备外围檩安装钢板桩吊运就位插打钢板桩内围檩支撑围

5、堰内清淤支设模板承台砼浇筑砼养护拆除模板拔除钢板桩。 4.3 桩前的施工准备 (1)首先在1#、2#桥墩部位进行测量放线，完成定位桩及护桩的固定；其次临时道路重新修整，满足大型打桩机进场要求；最后平整场地，满足钢板桩堆码及其它机械设备停放。 (2)钢板桩的检验. 钢板桩运到现场后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。 锁口检查。用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准。采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯、热敲（温度不超过8001000）、焊补、铆补、割除等方法加以整修。 确保

6、每片钢板桩的两侧锁口平行，宽度都在同一规格内。宽度检查的方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 钢板桩的其它检查。对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。 锁口润滑及防渗措施。对于检查合格的钢板桩，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。 4.4 围笼设备的安装 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

7、度，防止钢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、坚固的围笼设备，一般采用多用型钢，亦称“施工围檩”。一般可分为内外两种，外围檩只起导向作用，内围檩则主要起防止桩变形。结合本工程的实际情况，我单位采用先全站仪定位做出外围檩，然后直接进行钢板桩插打，完成后再进行内围檩的施工。 4.5 钢板桩的插打 钢板桩施工要正确选择打桩方法，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用。根据现场施工条件，我们采用单块打入法。 此法是从临河道边一角开始逐块插打，自起打到结束中途不停顿，打到角后打插角桩。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制，插打时需要注意

8、以下几点： (1)先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。 (2)准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。 (3)单桩逐根连续插打，注意桩顶高程不宜相差太大。 (4)在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。 4.6 内钢围檩焊接 钢板桩插打施工完毕即进行内围檩施工（见下图），其主要作用是防止围堰变形。根据本工程的特点，我们采用钢围囹及支撑设置在板桩墙顶以下1m处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围檩托架，然后吊装350*350H型钢围檩并焊接加固。

9、土方开挖后破坏了原土层应力平衡，特别是基坑有一面需停大型机械操作，对钢板桩围堰有较大的推力，采用钢围檩可使围堰形成一个整体。此项工作非常重要，不支撑不能盲目土方开挖。 4.7 围堰内开挖 内围檩施工完，即可抽水开挖，并检查围檩各节点是否顶紧，板桩与围檩间木楔是否敲紧，防止因抽水开挖而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。在打桩过程中会碰到下面有块石，从而造成卡缝不严，存在漏水和淤泥现象，现场采用方木堵缝、钢筋焊接固定的方法处理，至于少量的桩间缝隙水可不必处理，在基坑边挖一积水坑抽水泵强排即可。 基坑开挖过程中应注意事项： (1)由于在河道的软土地基中施工，所以钢板桩的垂直度及

10、搭接就十分重要，当钢板桩未贴靠在围檩上部分，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围檩及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格按图施工。 (2)挖土和支撑的架设必须紧密配合，挖土过程必须迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构必须较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应，有效地控制围护体系在受力后的变形。 (3)施工中切不可超挖和不及时施加支撑，土方施工要求分层均匀高效，以使支护结构处于正常的受力状态。 4.8 钢板桩的拔除 承台浇筑完毕后，要拔除钢板桩。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和时间。否则，由于拔桩的振动影响，及拔桩时带土过多会引起地面沉降和位移，给已施工的地

11、下结构带来危害。拔桩前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高12m，然后挨次将所有钢板桩均拔高12m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。 拔桩时应注意事项： (1)拔桩起点和顺序：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。 (2)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粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100300mm，再与振动锤交替

12、振打、振拔。 (3)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，振动锤连续不超过1.5h。 5 安全技术保障及措施 (1)为提高深基坑围护的安全性需要对拉森桩的入土深度，进行理论数据的计算，对围护桩的强度及稳定性进行验证。 (2)在沉设拉森桩的过程中，严格按照规范进行施工，基坑四角必须设置角桩，最大程度的提高小齿口拉森桩防漏性能，保证下道工序顺利进行。 (3)采用350*350H型钢进行拉森桩的围令加固，并根据具体情况增设对角斜撑距离及数量，对个别渗漏处进行止漏处理。 (4)建立严格的工序交接程序，制定科学、严谨、可行的施工计划，最大程度的调动施工群体的主观能动性，拟定合理

13、的奖罚条律，坚持“以人为本，安全第一”的原则，加强协作意识，高度重视施工质量，如期完成施工任务。  6 经验总结 (1) 从南钢港池南岸石头河铁路桥1#、2#桥墩基坑拉森钢板桩围护应用的实际效果来看，使用拉森钢板桩对基坑围护，具有施工进度快、安全、占地空间小等优点。 (2) 采用钢板桩围护截渗，使基坑能迅速挖至预定高程，基坑面经处理后，即可浇筑承台基础的混凝土垫层，从而为下一阶段的施工创造了有利条件，不仅提高了工程进度，而且受雨季的影响较小，保证整个工程的顺利进行。 (3) 采用钢板桩支护，对周围环境影响较小。钢板桩施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，而且现场整洁。 (4) 在

14、进行钢板桩的支护施工中，遇到漏水情况一定要采取有效措施进行堵塞，防止泥砂随渗水排出。遇到离建筑物较近，地质条件较差的地段，可以考虑打加密桩的方法，更有利于施工并防止泥水排出。 （5）基坑开挖期间通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制，保证基坑安全。 作者简介：储振华 (1983- )，男，大学本科，中铁四局集团有限公司市政工程分公司助理工程师  .中国西部科技学术 07年10月上.拉森钢板桩施工本工程拉森钢板桩主要用于沙岗污水处理厂至建国路段排污渠的基坑基槽止水及支护结构，具体施工操作如下。基坑开挖采用 型90 米长拉森钢板桩支护。拉森钢板桩用升降机就位后采用履带式液压挖土机KATO

15、-1250或KATO-1430带VH-2000或VH-3000的液压振锤的锤机施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。考虑到钢板桩较长，在施打中，钢板桩容易向一边倾斜，由于倾斜误差积累不易纠正，难以控制钢板桩墙的平直度，所以钢板桩施工拟采用屏风式打入法。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将1020根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。1、钢板桩施工的一般要求（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于方渠基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽

16、量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。2、钢板桩施工的顺序（1）钢板桩位置的定位放线（2）挖沟槽（3）安装导梁（4）施打钢板桩瞩（5）拆除导梁（6）清理锚杆处标高的土方（7）挖土（8）排污管、渠箱施工（9）回填石屑（10）拔除钢板桩3、钢板桩的检验、吊装、堆放（1）钢板桩的检验对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验：包括表面缺陷、

17、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：a）对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。（2）钢板桩吊运装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通

18、常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：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；钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；钢板桩应分层堆放，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3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。4、导架的安装在钢板桩施工中，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

19、“施工围檩”。导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2535米，双面围擦之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大815mm。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。5、钢板桩施打拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：（1）全线采用型90米长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟

20、悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。（2）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。（5）钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/

21、3或1/2板桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。总之，施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为05-30米。钢板桩打设的公差标准如下表所示。钢板桩打设公差标准项目      允许公差板桩轴线偏差      土10Cm桩顶标高      土10CC板桩垂直度      工(6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个