拉森钢板桩基坑施工工艺

1拉森钢板桩基坑施工流程

场地平整→清表开槽→测量放线→拉森板桩施工→降水井施工→基坑降水→土方开挖→支撑施工→土方开挖→基坑验收→管廊主体施工→土方回填→拉森板桩拔除→土方回填。

2深井降水

2.1深井布置

基坑内沿开槽方向每隔20m设置一座Φ500mm大口井降水，井深至坑底以下5m。保证降水降至基坑底部下1米。

基坑外沿开槽方向,每隔20m设承压水观测井,井深至坑底以下10.0m,监测承压水并试水,必要时进行降水减压。

图2.1-1 深井大样图

2.2降水施工方法

1、定位探管

（1）井位施放时详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工开孔的方法，当确认地下无各种管线后方可施工；

（2）为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，但间距最大不应超过130%设计井间距；

2、 钻机对中

将冲击钻机安装好后移至井位附近，核对井位，将钻头中心对准管井中心点，调节钻机垂直度，井身要做到一下要求：

（1）井径误差±20mm；

3、成孔

先用人工埋设护壁管，护壁管装好后开始钻进成孔，钻孔采用泥浆护壁，施工时保持孔内泥浆高度，防止塌孔，孔深达到设计深度后终孔，钻进中应取土样并做好记录。

4、井管安装

井孔深度经验收合格后，用抽渣筒清孔，清孔后采用汽车吊吊装井管。各节井管之间应同心并焊接严密，吊装时调整好井管中心位置与垂直度，井点管就位固定后，管上口设临时封闭。

5、填充滤料

井管吊放好后沿井管周围均匀填充绿豆砂，绿豆砂填至井口下1.5m时用粘性土填实夯平。绿豆砂填充前应清孔稀释泥浆。当填充绿豆砂管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时为渗水性能合格；

6、洗井

（1）洗井要求达到“水清砂净”；

（2）下管、填充填料完成后应立即进行洗井，成井—洗井间隔时间不能超过8小时；

（3）采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；

（4）当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。

（5）洗井完毕后向井管内投放滤网，滤网须符合设计规范要求

7、试抽

管井运行前进行试抽，检查抽水是否正常，有无淤塞现象，如情况异常，应进行检修。

8、正式抽降水

试抽正常后进行正式降水，水位没达到深度以前，每天观测三次水位，水位达到设计深度后，每天观测一次水位。观测时记录水位、流量、含砂量，抽水过程中还应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流及电压等进行检查。连续降水，保证地下水位稳定在坑底以下1m处。抽排的地下水应再次利用，砼养护用水、道路洒水等。

2.3钢板桩长度不一致衔接

由于现场基坑深度沿线不一致，会产生需要打设不同深度钢板桩以进行基坑支护，其中钢板桩15米和18米搭接处施工详见下图。

图2.3-1 不同长度钢板桩搭接平面图

图2.3-2 不同长度钢板桩搭接剖面图

3拉森钢板桩施工

当基坑深5.0m-5.5m时，支护结构采用拉森钢板桩，桩长15m，采用锁口打设，支撑采用580*12的横撑，围檩采用双拼40b。当管道槽深5.5m-7m时，支护结构采用拉森钢板桩，桩长18m，采用锁口打设，支撑采用580*12的横撑，围檩采用三拼40b。

3.1材料准备

1、钢板桩进场验收：

钢板桩采用拉森钢板桩，直接向厂家采购定型产品，进场验收时应备有出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。钢板桩全部采用新制作的钢板桩，制作允许偏差应符合小表的规定：

表3.1-1钢板桩检验标准

相邻钢板桩的连接是通过锁口的咬合作用连接的，锁口应达到打桩时易于相互咬合，拉拔时易于脱离的标准。钢板桩进场后，需用1段2m长钢板桩标准段对钢板桩进行通过试验，若不能通过的，则需对锁口进行调整，以免沉桩时出现不能下沉、脱锁的异常状况。检查时可用一块长2m同类型、规格的钢板桩做标准桩，将标准桩与待检查桩锁口对接，用绞车或卷扬机拉动标准桩，从检查桩头通过到尾部。

3、钢板桩检修：

钢板桩桩体不应弯曲，锁口不应有缺损和变形，使用前应通过套锁检查，并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少压桩过程中的困难。钢板桩检查时发现个别有弯曲、破损、锁口不合现场的，用冷弯、热敲、焊补等方法进行修整，修整后符合要求才能使用。

4、钢板桩现场堆放：

钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要是对场地地基土进行压实处理。堆放时应分层、多支垫堆放，并控制堆放高度。钢板桩底层支垫采用200mm×200mm的枕木，支垫间距约4.0m一根；钢板桩层与层之间用100mm×100mm的硬杉木作支垫，层与层之间的支垫间距约4.0m。装卸钢板桩采用两点吊，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。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

5、钢板桩调直：

当钢板桩从厂家转运到工地时，出现如下情况：锁口平直度偏差大或局部有弯曲或突变；两侧锁口不平行有扭曲等，必须进行半成品钢板桩调直以确保钢板桩沉桩质量。钢板桩半成品放在指定位置以自重、施加外力（用法兰）等方法进行调直。将钢板桩的平直度偏差控制在10mm（0.05%L)以内，经调直后的钢板桩必须达到桩身平直、锁口通顺（特别是两侧锁口必须平行），断面规正。平直度的检查控制以目测为主，并用钢丝绳拉线进行检测监控和校核，施工前进行套锁通过检查。

6、打桩设备选择

采用钢板桩专用打桩机，最长打设桩长18m。

7、油膏配置

钢板桩施打前，现场配好黄油或热的混合油膏（质量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干黏土=2：2：2：2：1），主要涂在钢板桩锁口处，用以减少插打时钢板桩相互之间的摩擦阻力。

3.2拉森钢板桩打设

（1）打设前的准备工作

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。钢板桩堆放场地要平整坚实，底层垫枕木，堆高不超过5层。 

（2）定位导向架的设置 

为保证钢板桩插打的位置准确，钢板桩沉桩时需设置导向装置。定位桩采用Ⅰ25b工字钢插入土深度约4m；导向架采用Ⅰ25b工字钢加工而成，具有一定竖向和侧向刚度，保证施打时不变形，正确导向。在打钢板桩时，采用两个夹具夹住钢板桩，夹具采用[10号槽钢制作。导向装置详下图。

图3.2-1钢板桩施工导向装置示意图

（3）钢板桩打设控制

1）导向架固定到位。

2）钢板桩采用单点起吊，用夹具将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口对准。桩底轻轻落地，桩顶倒向振动锤咬口处，振动锤开口咬合、夹紧，起吊提升至打桩位置的导向围檩处。施工人员护桩，插桩，桩翼板相互贴紧，然后开锤起打。

每一流水段落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1米左右停止。（防止施工打第二根桩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。

为防止打桩时把相邻的已打桩标高的桩因磨擦作用而带入土中，要求每打好一根桩就要在顶部用电焊与相邻的桩相固定，连接成一片，加大抗磨擦力。 

3）为保证桩的垂直度，钢板桩应测导向围檩施工打，用两台全站仪加以控制；为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。

4）开始打设的一、二根钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导向作用。打至预定深度后用钢筋或钢板焊接固定。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过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。 

5）桩送到设计标高后，振动锤咬口松开，复位，再移动锁口卡板，继续重复下一根桩的施工。

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。钢板桩的桩顶标高偏差不大于100mm，垂直度偏差不大于1%。

（4）钢板桩沉桩异常情况的处理措施

1）当钢板桩纵轴线方向的垂直度偏差超过规定时，用加楔形钢板桩的方法调整。若偏差较大不能调整时，制作异形钢板桩进行调整。

2）当钢板桩墙产生平面扭曲时，可在后沉的板桩中逐根纠正，使墙面平滑过渡。

当下沉的板桩使邻近已沉的板桩“带桩”时，可将已沉钢板桩逐根焊起来。

3）当出现脱锁时，若钢板桩入土不深，将板桩拔出重新施打。

4）接长的钢板桩，其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开，桩身接头在同一截面内不应超过50%，焊缝质量符合相关规范要求。

3.3拉森钢板桩拔除

拔桩作业采用原打桩设备（为了防止拔桩困难，现场准备千斤顶），拔桩的开始点由围护墙的端部开始，必要时还可间隔拔除，拔桩的顺序与打桩时的顺序相反。

拔桩时，先用振动锤在低档位状态下将板桩锁口振松以减小土的阻力，然后边振边拔。在拔至比坑底略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。对引拔阻力较大的钢板桩，可用间歇振动的方法，每次振动15min。

钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填，减少对周边结构的影响。

4支撑结构

三脚架（牛腿）、围檩及对撑主体先在车间内进行预拼接成散件，在厂内完成预拼装后再通过车辆运至现场进行安装。既可以减少现场工程量，又可以提高安装质量。根据散件的重量现场配置25吨汽车吊一辆，确保满足安装需要。

4.1施工工艺流程

施工放样→围檩及支撑厂内拼接→牛腿（三脚架）焊接→钢围檩安装→横向支撑安装→间隙混凝土浇筑

4.2牛腿（三脚架）焊接

待土方开挖至钢支撑位置下50cm后，桩体清理干净，通过水准仪将钢牛腿标高确定，作出标记，按设计要求钢牛腿通过焊接安装在H型钢上，牛腿使用角钢焊接成正三角形脚架，三角形脚架直边长800mm，角钢采用L125X12型角钢，每两米布置一个。

4.2-1 钢板桩与钢围檩连接示意图

4.2-2 工法桩与钢围檩连接示意图

4.3钢围檩安装

钢牛腿安装完成以后用人工配合汽车吊将钢围檩吊装安放到钢牛腿上，钢围檩吊放时必须保持匀速缓慢下落，在下落至牛腿支架30cm左右时，下落速度进一步放缓，缓缓地向钢板桩推近靠拢，使其准确的落在三角支架上，围檩就位后应检查钢牛腿是否因撞击而松动，如有松动立即加固。

4.4钢支撑安装

（1）标准段

（2）节点段

图4.4-1 工法桩钢支撑剖面图

图4.4-2 钢支撑细部图

图4.4-3 拉森钢板桩钢支撑断面图

1、钢支撑的拼装

钢围檩安装完成后，用皮尺量出钢支撑中心点之间的实际长度，根据实际长度调整钢支撑的长度。钢支撑架设前，先在基坑外拼装，并按设计需要的钢管长度接长，钢管接长时在钢管接头处焊上连接法兰盘及钢肋板，对接有法兰盘的钢管使用高强螺栓拧紧，拼接至设计长度，每根总长度比围护结构净距小5-10cm，每个连接处用高强螺栓相邻交错串眼接拼钢支撑旋紧，螺栓外露不得少于二牙。

2、钢支撑的吊装

（1）测量放线 

安装支撑前通过水准仪及控制线测出支撑两端与钢围檩的接触点作出标记，以方便定位安装。

（2）钢支撑吊装架设

支撑起吊时采用二点起吊，并系上防晃绳，做到安全、平稳、精确吊装。钢支撑吊装到位，不要松开吊钩，固定端先挂于基坑一侧钢围檩上，另一端通过调整活动端长度，再挂于钢围檩上。对因围护桩施工误差造成支撑的端头不能与钢围檩面紧密接触处，必须在围檩面与支撑端头之间加设钢板垫块，以确保支撑轴向受力。

（3）增加防坠落措施

钢支撑安装完成后，为了防止钢支撑因轴力变化而产生不稳定现象，可利用钢丝绳（直径可选用8～10mm粗的钢丝绳）和U型卡拴住钢支撑两端头，并将钢丝绳一端固定在钢板桩上，防止支撑掉落或倾覆。

（4）支撑焊接

将钢支撑与腰梁及牛腿互相焊接成一个整体，防止因土压力及施工碰撞造成支撑滑出。接触面全部满焊，焊脚和焊接质量满足规范要求。

4.5换撑施工

基坑开挖至基坑设计底标高后，请监理工程师现场验收，经监理工程师同意后施工管廊主体工程，节点段管廊施工至换撑标高前，要对基坑底部第二道支撑进行换撑施工。换撑方法采用C30素混凝土做隔离层，并在节点洞口处采用580*12对称。

图4.5-1 换撑楼板洞口补强细部图

4.6施工注意点

1、钢支撑规格的选用按设计要求来选用。

2、支撑吊装，每段吊装采用两点吊装，吊点一般在离端部0.2L左右为宜；

3、为了顺利实现土体、钢板桩、围檩及支撑之间力的传递，围檩与钢板桩之间的缝隙用C30微膨胀混凝土填充；

4、焊接材料必须妥善储存；

5、焊工应经过考试并取得合格证后，方可从事焊接工作。合格证应注明施焊条件，有效期限。

6、焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。

7、在强风天，应在焊接区周围设置挡风屏，雨天或湿度大的场合（相对湿度达到80%）应保证母材的焊接区不残留水分，否则应采用加热的方法，把水分彻底清除后才能进行焊接。

8、在定位焊前，应按图纸及工艺要求检查焊件的几何尺寸，坡口形式、根部间隙及焊接部位的清理情况等，如不符合要求，不得进行定位焊。

5护坡施工

1、网片制作安装 

网片采用φ8钢筋网，钢筋搭接长度为300mm, 网格间距20×20cm。埋设控制喷射混凝土厚度的标志，铺设φ8钢筋网。

（1）钢筋现场绑扎操作工艺 

1）将预留钢筋调直理顺，并将表面砂浆等杂物清理干净。先立2～4 根纵向筋，并划好横筋分档标志，然后于下部及齐胸处绑两根定位水平筋，并在横筋上划好分档标志，然后绑其余纵向筋，最后绑其余横筋。弹墙体线剔凿坡体混凝土浮浆修理预留搭接筋绑纵向筋绑横筋绑拉筋或支撑筋 

2）钢筋绑扎完后，把垫块或垫圈固定好确保钢筋保护层的厚度。纵向钢筋的最小保护层厚度。

3）钢筋网绑扎。全部钢筋的相交点都要扎牢，绑扎时相邻绑扎点的铁丝扣成八字形，以免网片歪斜变形。

4）水平分布钢筋的搭接长度不应小于300mm。同排水平分布钢筋的搭接接头之间及上、下相邻水平分布钢筋的搭接接头之间沿水平方向的净间距不宜小于500mm。

2、喷射混凝土 

（1）护坡采用喷射混凝土护壁，喷射10cm厚C20混凝土；

（2）施工前先确定湿式喷射混凝土的配合比、报监理工程师批准。喷射混凝土前先进行试喷、调整回弹量、确定混凝土的配合比及施工操作程序，经监理工程师认可后方可大面积施工；

（3）采用湿式喷射机喷射砼，移动式电动空压机供风，施作前先对机械进行技术检查，对水、风、电路进行检查，合格后方可运转。

（5）喷射混凝土分段、分片由下而上进行。作业开始时，先送风，后开机，在给料；结束时，待料喷完后，在关机。向喷射机供料时要连续均匀，机器正常运转时，料斗内保持足够的存料。喷层厚度均匀，符合设计图纸要求； 

（6）混合料宜随拌随用。不掺速凝剂时，存放时间不超过2小时；掺速凝剂时，存放时间不应超过20分钟；混合料的拌和时间按规范操作；

（7）混合料在运输、存放过程中，严格防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，在装入喷射机前过筛； 

（8）喷射后，当采用普通硅酸盐水泥时，养护应不少于10天；当采用矿碴硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，养护不得小于14天，喷层周边与未防护坡面的衔接处作好封闭处理； 

6土方开挖

拉森钢板桩支护基坑，原地面至原地面下两米，采用1：1放坡开挖。并严格遵循“分层开挖、严禁超挖、先撑后挖”。开挖土方分类装运至业主指定堆土区域，开挖前检查挖机作业面区域的地面承载力，如地面承载力不满足施工要求时铺设钢板。基坑底部高差位置采用1:1放坡。临时边坡高差不超2米，采用1:1放坡。靠近拉森钢板桩的土方采用人工清理挖除，严禁采用挖机进行开挖，防止对支护结构造成破坏。

第一层土方开挖：开挖深度2m范围内，采用普通挖掘机开挖。

第二层土方开挖：基坑深度5-5.5m采用先支撑，然后直接开挖至基坑底部；基坑深度5.5-7.0米，二层土方开挖由原地面下2米至原地面下4米位置，进行施工钢支撑。项目部拟采用4米以下土方采用伸长臂挖机施工，4米以上土方采用普通挖机。开挖过程严格保证先撑后挖、分层开挖的原则。

第三层土方开挖：第三层土方开挖深度为原地面下4米至基坑底部设计高程，第三层土方开挖，项目部拟采用采用伸长臂挖机施工。