钢板桩及锚杆深基坑支护施工方法

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　　摘  要：结合徐州地铁综合楼基坑支护实例，详细的介绍了钢板桩及锚杆支护的施工工艺，对于类似的工程基坑支护具有指导作用。
　　关键词：钢板桩    锚杆    深基坑支护
　　1  前言
　　在深基坑过程中，钢板桩既能起到支护作用，用能起到防水抗渗的效果，而且施工速度快，方便快捷，可机械化操作，又能循环使用。所以钢板桩支护应用越来越广泛。
　　2  工程概况
　　徐州城市轨道交通2号线一期工程新区东车辆段地块西邻故黄河，东临京沪高铁，南靠昆仑大道。南北长约1230m，东西宽约330m，用地范围内地势东高西低，占地面积约24.00公顷，承担2 号线的定修、本段配属车的周月检及停车列检功能。其中综合楼作为体量最大的一栋框架结构建筑单体，位于地块咽喉区域，占地面积约4584㎡，总建筑面积17922㎡。预应力管桩基础，框架结构，根据伸缩缝的设置分为A、B、C、D四个区，A、C区为地上三层、局部四层，B区为地上四层、局部五层，D区地下一层、地上三层。
　　D区设计承台顶标高为-5.6m，承台厚度为1.2m（单桩承台厚度为1m），局部低压室、集水坑承台顶标高为-6.6m，电梯基坑承台顶标高为-7.1m，承台厚度为1.2m（单桩承台厚度为1m），防水板厚400mm。开挖形式为大开挖，开挖至防水板底以下150mm（即32.8m），开挖深度为4m。承台、集水井、电梯基坑等单独开挖。
　　由于基坑面积大，基坑开挖深度深，工期紧等因素，项目部决定基坑支护采用拉森III型钢板桩+锚杆，基坑顶部挂网喷射混凝土的基坑支护方式。
　　3  钢板桩及锚杆施工方法
　　3.1钢板桩施工
　　3.1.1钢板桩施工流程
　　 施工准备→设备拼装→导沟开挖→测量放样、定位→桩机就位→打设钢板桩→挂网喷射混凝土→第一层土体开挖→锚杆施工→腰梁施工→土方开挖→其余工序施工→土方回填→钢板桩拔除→压密注浆填缝。
　　3.1.2施工准备
　　（1）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。
　　 ①外观检验：包括表面缺陷、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。
　　②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。
　　2）钢板桩吊运
　　 吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运采用专用的吊具。装卸钢板桩宜采用两点吊运。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。
　　 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。
　　3.1.3导沟开挖
　　打桩前先将施工影响区域内的杂物和荷载清除干净，按设计钢板桩位置定出施打钢板桩轴线。放坡下挖1m至设计钢板桩顶标高35.8m，然后再进行导沟开挖，开挖时按1：1的系数进行放坡，导沟开挖宽度1m、深度1m。
　　3.1.4施工放样
　　钢板桩中线距离地下室防水板外边线2m。为保证钢板桩施打位置准确无误，导沟开挖后底部须大致平整，测量人员进行放样定位后，洒白灰线，为防止白灰线受施工过程中雨水冲洗影响，需要中心线上每两米插一个钢筋头，保证位置准确。
　　3.1.5压桩
　　（1）钢板桩的准备
　　桩打入前应在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入和拔出，并将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入。
　　（2）导梁支架安装
　　为了保证钢板桩位置的准确性，利用工字钢做钢板桩安装导梁，为保护钢板桩垂直打入后桩立面平直，打桩方法选用屏风法施工。
　　（3）钢板桩打设
　　采用屏风式打入法施工，该方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。
　　用打桩机将钢板桩放至插桩位置，插桩时锁口对准。每一流水段的第一块钢板作为定位桩，应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度左右，再开动振动锤，利用振动力把桩沉至离地面1m左右停止（防止施工打第二根樁时因磨擦过剧而把第一根桩带入土中），然后吊第二根、第三根逐步插打。
　　为保证桩的垂直度，用两台全站仪成90°夹角加以控制;为防止锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移，同时在工字钢上预先标出每块钢板桩位置，以便随时检查纠正。打桩开始第一、二块钢板桩的打设位置和方向要精确，使其起到导向样板的作用，故每入土1m测量一次。在插打过程中随时测量监控，每根桩的斜度不超过1%，出现倾斜和锁口结合部有空隙，可用轴线修正法进行修正，如发现过大倾斜时，要用钢丝绳拉住桩身，边拉边打逐步纠正。当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔出重打。
　　钢板桩桩位允许偏差：垂直围檩中心线，允许偏差100+0.01H（mm）; 沿围檩中心线，允许偏差150+0.01H（mm）。其中H为原地面标高与桩顶标高的距离。
　　3.1.6拔桩
　　（1）工艺流程
　　土方回填→拆除锚杆→拔除钢板桩→桩孔处理。
　　（2）施工方法
　　1）钢板桩的拔除影响
　　基坑回填后，可以拔除钢板桩，拔除钢板桩前，应先将内部的锚杆及其他设施从上到下陆续拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，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，会给己施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。 　　先用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。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后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反 复可将桩拔出来。
　　2）振动锤拔桩方法
　　本工程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。
　　3）拔桩前准备工作
　　①拔桩施工具备：沉桩平面布置竣工图;沉桩记录;桩位附近原有管线分布图。
　　②拔桩前拆除、改移高空障碍物，平整夯实作业场地。修筑临时运输道路，架设动力及照明线路，清除桩头附近堆土，检修机械设备，拟定施工方案。
　　③拔桩选用振动拔桩机、吊车配合。
　　3.1.7回填灌浆
　　如钢板桩拔除后，桩空隙仍有较大缝隙甚至引起地面沉降、裂缝等严重现象时应考虑回填注浆处理。
　　注浆流程：打管→制浆→注浆→拔管。
　　3.2锚杆施工
　　3.2.1锚杆施工工艺流程
　　施工准备→钻孔→安放锚杆体及防腐处理→清空→制浆→注浆→腰梁施工→锁定。
　　3.2.2施工准备
　　（1）第一层土体开挖完成后具备锚杆施工条件，根据图纸自一端开始锚杆施工，必须的机械设备如：挖掘机、钻机、压降机等正常运转，且验收合格。
　　（2）材料准备
　　1）原材料要有出厂合格证，并经见证抽样检验合格才能使用;
　　2）锚杆体材料使用前应平直、去污、除油和除锈;
　　3）注浆采用M10成品水泥砂浆，使用前完成产品检验;
　　4）采用速凝剂或其他外加剂的掺入量必须通过试验确定;
　　5）掺入外加剂后的混凝土性能必须满足设计要求;
　　6）采用干净的中细砂，砂粒径小于2.5mm，砂含泥量≤3%;采用干净的角砾，粒径不宜大于10mm;
　　（3）测量准备
　　1）锚杆钻孔前应对锚杆不空进行放样，按间距2000mm做好钻孔点位。
　　2）D区与A、C区交界部位同时放好管桩点位，与锚杆点位对比，如锚杆与管桩位置冲突，应适当调整锚杆位置，当锚杆调位距离超过1米时，应在两根锚杆之间再增加一个作为补强措施。
　　3.2.3钻孔施工
　　（1）钻孔前，根据设计要求定出孔位，并做好标记;钻进方式应根据实际情况选用干钻、湿钻或风钻等;
　　（2）钻机就位后，应保持平稳，导杆或钻机立轴与锚杆倾角一致，并在同一轴线上;
　　（3）钻孔过程中，若遇易塌孔的土层，宜采用泥浆循环护壁或跟管钻进，钻孔完成后应采用泥浆循环清孔，清除孔底沉渣;
　　（4）孔口承压垫座应符合下列要求：
　　1）钻孔孔口必须设有平整、牢固的承压垫座;
　　2）承压垫座的几何尺寸、结构强度必须满足设计要求，承压面应与锚孔轴线垂直。
　　4  结束语
　　本工程采用拉森III型钢板桩+锚杆的基坑支护方法成功的解决了深基坑施工的问题，同时具有施工方便、缩短工期以及可以重复利用的特点，值得在以后的所有基坑支护施工中广泛推荐。
　　参考文献
　　[1]JGJ120—2012建筑基坑支護技术规程[S].
　　[2]刘俊岩.深基坑工程[M].中国建筑工业出版社，2001.
　　[3]姜文鹏. 深基坑支护施工技术在土木工程中的应用分析[C]. 旭日华夏（北京）国际科学技术研究院，2016
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