ｌ工程建设与设计 ｉ ｉ 瓦面 谈拉森钢板桩在深基坑支护工程中的应用 ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬａｒｓｏｎＳｔｅｅｌＳｈｅｅｔＰｉｌｅ ｉｎ ＤｅｅｐＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｔＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 马忠武，刘华，陈小刚 （中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉４３００１０） ＭＡＺｈｏｎｇ・ｗｕ，ＬＩＵＨｕａ，ＣＨＥＮＸｉａｏ—ｇａｎｇ （ＣｅｎｔｒａｌａｎｄＳｏｕｔｈｅｍＣｈｉｎａＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００１０，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要】工程中将拉森钢板压入地下构戍一道连续的钢板墙，作为基坑开挖的临时圉护结构。论丈结合湖北省桌城市中 心道路旁综合管沟的深基坑支护工程，针对拉森钢板桩在施工及使用过程中发现的桩体侧倾、地面裂缝、基坑渗漏及桩体 回收等问题，分析了出现问题的原因并提出了防治措施。期望为类似的施工提供参考与借鉴。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｌａｒｓｏｎ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅｓ ｒａｅ ｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｓｏｉｌ ａｓ ａ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ ｗａｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｉｔ ｃａｎ ｔｅｍｐｏｒａｒｉｌｙ ｒｅｔａｉｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｄｕｒｉｎｇ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ ｒｅｎｃｈ ｔｎｅａｒｂｙ ｃｅｎｔｒａｌ ｒｏａｄ ｏｆｃｉｔｙ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆＬａｒｓｏｎ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｔｅｒａｌ ｉｎｃｌｉｎｅｏｆｐｉｌｅ，ｃｒａｃｋｓｏｎｅａｒｔｈｓｕｒｆａｃｅ，ｌｅａｋａｇｅｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔａｎｄｒｅｃｙｃｌｉｎｇｐｉｌｅｂｏｄｙａｎｄｓｏｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｒｏｓａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｒｅｓ．Ｉｕｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． 【关键词】拉森钢板桩；施工工艺；桩体侧倾；基坑渗漏；地面裂缝；桩体回收 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｌａｒｓｏｎ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔｐｉｌｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｌａｔｅｒａｌ ｉｎｃｌｉｎｅ ｏｆｐｉｌｅ；ｌｅａｋａｇｅ ｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ；ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｅａｒｔｈ ｓｕｒｆａｃｅ；ｒｅｃｙｃｌｉｎｇｐｉｌｅｂｏｄｙ 【中图分类号１ＴＵ９４２ 【文献标志￣ｉｑ－ｌＢ 【文章编号】１００７—９４６７（２０１７）０５—００４８—０３ ［ＤＯＩ］１０．１３６１６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１７．０５．００９ １拉森钢板桩简介 拉森钢板桩具有适用土层范围广泛，接合紧密、不易漏 水、施工便捷快速的优点，常用来作为基坑的止水围护结构。 声和对其周围建筑的损害。若施工期间不注意方法，可能导致 项目完成后钢板桩无法拔出，降低其经济性。通常拉森钢板桩 可采用液压锤、振动锤等打桩机具甚至大型挖掘机压入土体。 同时拉森钢板桩本身强度高、刚度大，因此能用于较深的基坑 支护工程。桩体能够回收利用，经济性较好，但是打人施工噪 声及振动仍然较大，在人口密集区建议采用液压锤以避免噪 【作者简介】马忠武（１９８５～），男，湖北潜江人，工程师，从事结构工 程设计与研究。 ４８ ２工程概况 本工程为湖北省某城市中心道路旁一综合管沟的基坑支 护工程。项目平面尺寸为８．０ｍｘ２４．Ｏｍ，开挖深度为７．０ｍ。采用 ＹＡＳＰ．Ｉｌｌ型拉森钢板桩，水平支撑间距为４．０ｍ，为圆形钢管， 见图１。 拉森钢板桩 水平支撑 水平支撑 水平支撑 水平支撑 水平支撑 拉 Ｉ 拉森钢板桩 ａ平面图 道路路基 中粗砂回填 （堆哦真空预压处理） 蘸钢板桩／ ＼拉森钢板桩 Ｉ综｝沟ｌ ｂ剖面图 ｃ锁扣示意图 图１拉森钢板桩平面图、剖面图及锁扣示意图 ３工程地质条件与水文地质条件 ３．１工程地质条件 根据本工程详细勘察报告，场地内分布的主要地层从上 至下见表１。 ３．２水文地质条件 场地内地下水有孔隙上层滞水、孔隙承压水两种类型。 孔隙上层滞水：孔隙上层滞水赋存于填土①之中，农田灌 溉和大气降水渗入是其主要的补给来源。勘察期间水位在地 面以下１．３－－，０，４ｍ。 孔隙承压水：场地内粉质黏土（地层代号②和⑧）层、淤泥 质黏土④和黏土（地层代号⑤和⑦）为相对隔水层。粉砂夹粉 土（地层代号⑨和⑥）层和粉细砂夹粉质黏土⑨为互层土，其 水平渗透系数大，垂直渗透系数相对较小，该层以粉砂和粉土 为主，应为弱透水层，具为弱承压性。粉细砂（地层代号⑩）层 为承压孔隙水主要含水层，与附近的汉江有一定的水力联系， 水位受汉江水位控制。场地勘察期间量测承压水位为地表下 ３～４ｍ。本工程基坑底设计标高进入粉细砂约Ｉｍ。 基础工程设计Ｊ Ｅ … ｌ ｆｋ Ｇｒｏｕｎｄ ｌ表１场地内地层分布情况及其性质 ①填土艴￣黄褐色 土含大量的植物根系，呈湿、 ② 色 ， 萼 ’ ⑨ 青灰色饱和 见少量 淤泥质灰褐色灰黑色，含少量脯 植物、偶见白色螺壳，具腐臭味 黏土流塑—软塑，很湿 ⑤黏土 包含少量 靴凯 ⑥ 青施黼 青灰 褐色， 含少量Ｆｅ、Ｍｎ氧化物结核，无摇振反应， 鞠 差｝ 软～可塑，很湿 稍光滑，干强度中等，韧性中等 粉质灰褐￣青艴， 含少量Ｆｅ、Ｍｎ氧化物，干ｊ跛中等，韧性 黏土可塑，很湿 中等，局部 有粉土、粉砂 ⑨ ⑩ 砂僦 尢授 ４施工工艺及要求 ４．１拉森钢板桩施工工艺 拉森钢板桩施工工艺流程为：施工准备阶段应进行钢板 桩的检验，并适时安排打桩设备进场；插打钢板桩；钢板桩封 闭后开始土方开挖；根据现场情况进行抽水并在顶端设置水 图２拉森钢板桩施工流程图 ４９ 工程建设与设计 ＼ｔ ｒ㈨ ｊｉ＆ｒ ‘ ｉｋ＂ｉ～ ｑ ｒ＿之撑一道；７ｔ：挖 汁际高 进行封底；再进行综 淘卜 体施１ ；主 ｌ ｆ 进＂十方回填；最后拔除荆 怯、施Ｔ流 Ｉ ２昕示 ， ４．２拉森钢板桩施工中的要求 １） 扳 Ｉ、ｊ：采…楸ｚ 法¨桩和拔桩，本１ 采』１”艺蜘机 加振动锤改装 戊的¨ 桩机．【｛ｊ丁仃截水要求，制舨 之１７１Ｊｈ 证锁【】紧密 ２）钔板 ¨ 之ｌ『『『“ 的锁口内涂以黄ｈ 圮 物 …’ 、 讴末等混合物，以减小插打时的 阻力，也有ｎ¨强防渗 能的 作 ． ３）捅打剂 的过程 …｝｛全站仪删量每根 的垂直度， 发现垂直度大ｊ：１％Ｈ、 及＿ｊ、』调整，遵循“插桃Ｊ 卣、倾斜ｌ』＿］ 纠、 整合拢”的 【ｌ Ｉ、 ４）批森钢｝ｈ乏 的找ｍ过 ；ｌ】采用以下措拖：（１）震 报 找；（２）间歇震 ；（３）找 起＾ 川页序台理。 ５）如拔除较 《 ，・叮先刖打拔桩机夹住 坂桩端 振动 １～２ｍｉｎ，钢板 的 松动 可减，Ｊ、钢板掂似０睁ｍ力，再慢 慢件上振拔。拔 时 意 机的仍衙情况，发现 拔 ｘ鲫、ｆ＿ 应停ｌ 拔桩，先掀动１￣２ｍｉｎ后再，丰下振压０．５～１．Ｏｍ，冉 Ｌ 振拔，如此反 儿次 Ｊ。将桩拔｝ｊ＿｛。 ５ 施工过程中出现的问题、原因分析及解决 办法 ５．１桩体侧倾、靠近基坑周边地面裂缝和基坑底部 土体隆起问题 Ｉ）现象描述：扎森钢扳械打桩完成后， ｊ：场地，开 挖十方的设备搜运输车辆没 住地面钢板桩桩侧，丌挖不久 现跳顶佣ｌ＿倾； 琏坑周边地面出现少量小裂缝ｊｆｆ、 随局 卜沉：坑噱－ｔ：１ 起 ２）ＩＵ．凶分 １ ：… 缸工没 及运输车辆 删扳挑 增加 ｒ地面荷裁，导致 顺侧移。本工程钢扳桩施Ｉ 住软 Ｘ， 波汁的嵌固深 ， 坑外地面下沉。ｊ 坑 ｝ 体隆 起是管涌的表 ． ．３）防治措啦：拖Ｉ 设备及运输车辆应与缺坑 ｇｎＸ Ｊ 距 离．如七洼避 ｔ 心、１‘ｆｔ、 应该考虑该项荷载，增ｆＪ【】眭的嵌同 眨。钢板桩嵌『川 必顶｝｛ｌ１计算确定，按《建筑琏坑支护技 术 程》（ＪＧＪ１２Ｏ一１９９９） 中卡日关规定执行。 一般托森钢板桩 拖』’时，川剧彳丁制皈桩ｌｔ芝护，基底水压较大，为更 地防水，幕 （１ 呔可采取Ｊ＿ 沣浆屺／＼． 瞍视土顷 、 施１ 期『白］地下 水他较高． Ｊ’以进行轻 井点降水配合施【 ５．２钢板桩的渗水、漏水问题 １）现 述： 挖完成后，批森 饭 出现渗水、 水的现象， ｌ ３ 永 图３桩身出现渗漏现象 ２） ｝ 分 ：水 仃 分拉森钢 姚为…抗，使ＦＨ前未 进行 、０ 戒伶 笔 彻 ，导致锁水处Ｉ１ ＆Ｆ、钠 僻 打设过 ｝１…邻 髓的￣ｆＪ！－ｉｌ】插对不严密，以散十荽缝处漏水。转 角桩未＝＝ｊ 封 ３）预『ｊ』』措拖：旧钠饭涟住打设前需进 矫ｌＩ｝０严恪控制施 工过程 诬体的垂直度，做好围凛之架，以保证钠饭桩垂直打 人和桩墙 ７－ ，为防 钢板桩锁口中心线似侈，ｒ１『 打桩行 进方向的 挑锁『】处设｝＝板，阻止板桩 侈 、针对此 题 建 采刖轴 封 法＿『缸１二 、转角处采用特殊 式的转ｆｆｊ桃，有 利ｆ转角处的封 ５．３钢板桩的回收问题 １）现 ：…填完成钢板桩拔出后旌坑外半幅路面肉 眼可见沉陷，测毓 乐较拔出前沉陷３８～５６ｃｍ；路 表面 箭 沟向出现张裂裂缝，缝览２，－４ｃｍ，缝间 约３ｍ．影响范围约 ３０ｍ；拔 的 森钢饭桩带出大量泥土，如图４昕示。 图４钢板桩拔出后的情况 （下转第５３页） 基础工程设计Ｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ Ｇｒｏｕｎｄ］ 就可以得到最大相对异常。虽然在图中可以看出随着埋深的 增加最大异常也在减小，埋深在５ ０００ｍ左右的油气田仍然会 造成的电场异常，这说明了海洋可控电磁法的探测能力还是 相对较强。 大工作频率并不会对最大异常幅度产生很大的影响。当油气 层的电导率减小，也就是电阻率增大时，就会使最大相对异常 时的发射天线和接收器之间的距离减小，有利于测量。所以， 小电性差异的油气层也可以用海洋可控电磁法进行检测。最 终可得到结果：在埋深不变的情况下，厚油气层的异常幅度会 略大于薄的油气层，但是二者之间的差异并不是非常明显。 ４．２最小油气层海底表面电场响应幅值和异常幅度 油气层的厚度减小，海底表面最大电场相对异常幅度也 会随之减小，最大相对异常处的绝对异常幅度也会减小。但是 厚度仅仅只有１０ｍ，埋深在１０００ｍ处的油气层也会造成电场 ４０％的异常，这就可以说明，海洋可控源电磁法对薄的油气层 探测也会起到非常好的作用。因为较低的工作频率对最大异 常幅度的影响很小，所以在允许范围内增大工作频率并不会 对最大异常幅度产生很大的影响，所以探测较薄的油气层应 采用较高的频率。在薄油气层中的最大相对异常比较容易得 到，并且发射天线和接收器距离较小时电场信号就会增强，就 可以同时获得较大的绝对异常，这些数据都是有利于探测薄 油气层的因素。 ５结论 综上所述，在深海环境下，油气层会产生比较大的电场相 对差异，电厂幅值相对来说比较小，可控源电磁法的探测能力 主要是由观测系统对弱信号的检测能力决定的，在浅海环境 下，由于电场相对异常比较小，电场幅度相对来说比较大，探 测能力主要是由电场影响相对异常幅度决定的。根据此次仿 真结果不难看出，利用海洋可控源电磁法对油气进行探测可 以有效提升高阻体的灵敏度，所以这种方法可以进行油气探 测是比较适用的，但是由于探测能力、相对异常幅度和电磁相 应幅值有比较大的联系，所以需要不断提升仪器系统的抗干 ４．３最小电性差异 油气层对电场的影响随着油气层电阻率的减小而变小， 仿真计算时仅仅改变了油气模型的电阻率。在坐标轴中可以 扰能力和测量精度。 【参考文献】 【１】陈家林．面向海洋可控源电磁勘探的电磁剡茼己录仪设计【Ｄ】．青岛： 中国海洋大学，２０１４． 看出，随着油气层的电阻率增加，最大异常幅度呈现出衰减的 趋势。电阻率为０．１Ｓ／ｍ，埋深在１０００ｍ处的油气层依旧可以 引起最大异常变化达到４０％以上，这可以说明，对于埋深较浅 【２】刘长胜，周逢道，林君．系统参数对海洋油气可控源电磁勘探的影 响［Ｊ］．石油勘探与开发，２０１１，３８（６）：７４４—７４９． 的油气层，海洋可控电磁法也可以起到非常好的作用。较低的 工作频率对最大异常幅度的影响很小，所以在允许范围内增 【收稿日期１２０１６．１ １－０９ （上接第５０页） 森钢板桩的经济性。 ２）插打拉森钢板桩的过程非常关键，建议全程采用全站 仪测量每根桩的垂直度，发现问题，及时采取措施纠偏。 ３）钢板桩施工完成后仍应严格监测钢板桩支护结构的沉 ２）原因分析：拔出时的注射器负压效应导致桩体带出大量 泥土，出现沉陷与裂缝。 ３）解决办法：采用文中４．２５）的方式仍无法拔出时，建议在 拉森钢板桩桩身焊一根注浆钢管，随桩体一起压入土层，拔出 时施压注浆，既能消除负压，还可填塞桩体留出的空隙，压密 松散的回填土，防止土层形变。同时在桩体压入时注入泥浆， 还可以减小阻力，方便打桩。 降、变形及基坑的稳定ｆ青况，根据监测结果调整基坑混凝土封 底施工方式，合理安排余下工作，可节省投资、节约工期。ｄ 【参考文献】 【１】罗新文．钢板桩在桥梁深基坑支护中的应用［Ｊ］．土工基础，２０１５， ２９（６）：ｌ５． ６结论与建议 １）方案阶段应结合现场的实际情况考虑施工完毕拔出的 【２】ＪＧＪ１２Ｏ一２Ｏ１２建筑基坑支护技术规程［ｓ］． 【收稿日期］２０１６ １１．１０ 可操作性，如施工完毕后不能拔出桩体回收，则应重新评估拉 ５３
