建筑工程蕊Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１２ Ｎ０．１ 拉森钢板桩在软土ＩＶ类场地 基坑围护中的应用 口文／渠运国 杨修茂 刘金兴 摘要：文章通过对拉森钢板桩、重力式水泥搅拌桩及灌注桩加搅拌桩支护方案的进行对 比，得出在软土ＩＶ类场地建设土建变电站等小型基坑工程中，采用拉森钢板桩进行 支护，可充分发挥其施工方便快捷、施工周期短、经济环保的优点。同时因拉森钢板 桩整体刚度小，基坑开挖较深时围护体的侧向位移较大，在实际设计和施工中应充 分着怒 关键词：基坑；支护；拉森钢板桩 钢板桩是一种常用围护结构，常用钢板桩墙一般 采用普通槽钢正反相扣搭接而成，这种槽钢桩墙整体 １）重力式水泥搅拌桩。围护结构体系为６排格构 布置双头水泥搅拌桩，水泥搅拌桩做止水帷幕，帷幕顶 性差，挡土效能低且不能防渗水，仅作为一种临时性的 围护结构而用。拉森钢板桩是一种新型整体性和防水 性能优异的钢板桩支护结构形式，主要适用于粘性土、 粉土和填土等基坑围护工程中，具有施工快捷、周期 短、经济环保等优点。 设置钢筋混凝土板，水泥搅拌桩桩长为ｌ４．５０ ｉｎ，见图 １和图２。 １工程概况及地质条件 天津市汉沽地区某住宅小区配有土建变电站，地 上、地下各ｌ层，框架结构，平面呈“Ｌ”形，基坑矩形平 面开挖尺寸２Ｏ．３ ｍ×１２．０ ｍ，开挖深度为４．５ ｍ。 场地属第四系冲积～海积平原，几经海陆变迁沉 ① １８ ３００ ④ 单位：ｍｍ 积了巨厚的沉积物。抗震设防烈度为８度，设计地震分 组为第一组，场地土类型属软土，场地类别为Ⅳ类。现 已用素填土进行回填，素填土厚度为１．５ ｍ，基坑开 挖范围各土层的组成及主要物理力学参数见表ｌ。 表１ 各土层主要物理力学参数 土层 土名 ｄ／ｍ ／％ Ｙ／（ｋＮ・ｍ ３） ｃ／ｋＰａ ４，／（。） ｔ ｝ｋＰａ 图１重力式水泥搅拌桩平面 大沽一３．１５ … … ６排双头 ７００《 ｄｄｄ ！ Ｊ ｌ ① 素填土 １．５ ② 粉质粘土 Ｏ．６ ３２．８ ⑧ 粉质粘土 ２．１ ３１．６ ④ 粉质粘土 ７．８ ３６．３ ⑤ 粉质粘土 ３．４ ２７．０ １８．Ｏ １８．８ １９．０ １８．５ １９．７ ８．Ｏ １Ｏ．Ｏ １５．５ １２．５ 水泥搅拌桩格 肄 ；｛目 单位：尺寸ｍｍ ｛９５ ｊ。 ： １Ｏ．７ ｌ１．５ １Ｏ０ １１．４ １３．１ ９０ １７．Ｏ １５．４ １１Ｏ ５ ： 高程ｍ 场地浅层地下水属潜水类型，地下水的补给以大 气降水渗入为主，排泄以蒸发为主。测得地下水稳定 水位埋深为０．７～１．Ｏｍ。 图２重力式水泥搅拌桩剖面 重力式水泥搅拌桩施工方便，坑内可敞开挖土，止 水效果较好，是软土地区基坑围护常用形式。对于本基 坑工程，考虑基坑开挖范围内软土厚度大，基坑开挖 ２支护方案 ２。１方案比选 结合本工程周边环境、场地地质条件及基坑开挖 情况，基坑周边围护可采用重力式水泥搅拌桩、灌注桩 加搅拌桩或拉森钢板桩３种支护方案。 深，水泥搅拌桩挡墙的宽度宽，为满足基坑整体稳定性 要求，水泥搅拌桩嵌入坑底的深度大，整个工程造价 高；另外，基坑开挖需待水泥搅拌桩达到设计强度后进 行，整个工期超过要求。 １６ Ｉ天津建设科技 ２０１２ Ｎ０．１ ２）灌注桩加搅拌桩。围护结构体系为单排灌注桩＋ 支撑体系，双头搅拌桩做止水帷幕，灌注桩顶设置帽 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ鬟ｌ建筑工程 梁，灌注桩桩长为ｌ０．０５ Ｉ１１，搅拌桩桩长为１０．５０ ｍ，见 图３和图４。 茧侍．ｍｍ 图３灌注桩加搅拌桩平面 大沽 ９．１５ 大沾 １０．１５ 单位：尺寸ｍｍ 高程ｍ 图４灌注桩加搅拌桩剖面 灌注桩加搅拌桩施工方便，可敞开挖土，止水效果 较好，是软土地区基坑围护常用形式。该方案既能满足 崎 器 土方侧压力的要求，也具有良好的止水效果，但是灌注 桩的施工周期较长，灌注桩中的钢筋不可回收利用。同 位 样，基坑开挖需待水泥搅拌桩和灌注桩达到设计强 度后进行，整个工期超过要求。 ３）拉森钢板桩。围护结构体系为拉森板桩加支撑 体系，拉森钢板桩同时兼做止水帷幕，具有防水的作 用，钢板桩桩长为１２ ｍ，在基坑四角设置降水井，见图 ５和图６。 ． 一＼ 。 ． Ｉ 一∥． 单位：ｍｍ 图５ 拉森钢板桩平面布置 ：尺寸ｍｍ 高程ｍ 图６ 拉森钢板桩结构剖面 采用拉森钢板桩，小止口施工，可起到止水和挡土 的双重作用。对于土建变电站这种矩形基坑，在钢板桩 上设置支撑后，整个支撑系统受力合理。拉森钢板桩围 护结构最大的优点在于其施工工艺成熟，施工方便快 捷，可再回收利用，施工工期能满足要求见图７一图 图７拉森钢板桩平面 图８拉森钢板桩连接 ２．２经济分析 依据天津市造价信息以及支护方案施工图进行造 价统计，见表２。 表２ ３种基坑支护方案造价对比 方案 主材 数量 单价／元 总价／万元 合计／万元 钢板桩 １７８根 １ ４ｌ７ ２５．２２ 拉森 钢板桩 支撑＋围檩 ３５．１８ ｔ ６ ６００ ２３．２２ ５Ｏ．５４ 降、观察水井 ６口 ３ ５００ ２．１０ 重力式 搅拌桩 ３９１根 １ ４１０ ５５．１３ 水泥搅 拌桩 降、观察水井 ６口 ３ ５００ ２．１０ ５７．２３ 灌注桩 ９２根 ３ ４ｌ５ ３１．３４ 灌注桩 搅拌桩 ７６根 １ ２９８ ９．８７ 加搅拌 ５５．３ｌ 桩 冒梁＋支撑 １２．００ 降、观察水井 ６口 Ｊ３ ５００ ２．１０ 由表２可知： １）拉森钢板桩方案造价最低，重力式水泥搅拌桩 支护方案的造价最高，灌注桩加搅拌桩方案造价居中； ２）拉森钢板桩方案造价５０．５４万元，较灌注桩加 天津建设科技Ｉ １ ７ 建筑工程 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１２ Ｎ０．１ 搅拌桩方案降低４．７７万元（８．６２％）；较重力式水泥搅 拌桩方案降低６．６９万元（１１．６９％）。 整个基坑在使用期间，支护结构安全稳定，未发生 异常现象，说明拉森钢板桩加钢支撑围护形式在本工 程围护的应用中是成功的。 ２．３方案确定 通过受力分析，上述３种支护方案均能满足结构 体系强度、整体稳定性≥１．３及抗倾覆稳定性≥１．１５的 要求。综合方案优缺点、工期的要求以及造价，最终 选择拉森钢板桩方案。 ４结论 １）拉森钢板桩在土建变电站等基坑围护中施工快 捷方便且可重复利用，节约钢材。 ３支护效果 土方开挖过程中，围护结构整体较为稳定，局部变 形较设计值偏大，最大位移约８ｌ ｉｉｌｍ，基坑周边地面有 ２）拉森刚板桩的施工周期短，因此适用于对工期 要求紧迫的工程。 ３）在软土Ⅳ类场地中，拉森钢板桩方案的造价较 重力式水泥搅拌桩方案、灌注桩加搅拌桩方案经济。 ４）拉森钢板桩实际施工时其变形量较设计值偏 大，设计时应考虑实际位移过大因素。 口■ 明显的裂缝。土建变电站基础施工完成后，基坑基本 稳定。 分析基坑开挖过程中的位移变化情况，产生基坑 变形过大的主要原因有以下几个方面： １）基坑土方开挖未按设计要求进行分层开挖，而是 一参考文献： ［１］罗志刚．拉森钢板桩管道基槽支护设计与应用［Ｊ］．广东土木 与建筑，２００８，（７）：１３—１５． 次性挖至坑底，挖土施工速度太快，钢板桩承受土压 力变化较大且基坑顶面挖土过程中临时堆土过高， 堆土的荷载加大； ２）支撑安装过程中考虑施工方便未对支撑施加预 ［２］江正荣．建筑施工计算手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社， ２００７ 应力，围护钢板桩在一定程度上处于被动受力，钢板桩 经过较大变形后受力才趋于稳定； ３）钢围檩安装时，围檩与拉森钢板桩之间存在一 定的间隙，现场施工时未能及时将该间隙垫实； 口中图分类号：ＴＵ４７３．１ 口文献标识码：Ｃ 口文童编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ ２）０１—１ ６—０３ 口收稿日期：２０１ １—０８—１５ 口作者简介：渠运国／男，１９７９年出生，工程师，硕士，天津弘泽建 设集团有限公司，从事建筑结构研究工作。 口杨修茂／天津地铁资源投资有限公司。 口刘金兴／中铁十五局集团有限公司。 ４）拉森钢板桩本身的整体刚度有限，加之钢板桩 经过多次循环使用，其抗弯刚度会明显降低，设计时需 对其抗弯刚度进行折减。 （上接第２页） 促进建设市场规范发展 完善招投标监管；加强施工机械管理；加强工程勘 察设计管理；加快信用体系建设；培育壮大骨干企业发 展；继续改善建筑业农民工生产生活条件。 加强项目储备库工作 通过专项规划、区域规划，形成综合交通和资源配 置的梯次项目库。 保障房地产市场稳定供应 继续调整供应结构，保持适度建设规模，加强房地 产市场监管，加强住宅配套管理。 确保质量安全稳定受控 严格落实市区两级质量安全责任；严控施工风险 源；推动企业争优创先；加强应急服务体系建设。 最后，副熊建平作了重要讲话。他首先对２０１１ 年天津市建设工作取得的成绩给予充分肯定，同时对 ２０１２年的工作提出意见。要求着力推进重点工程建设； 着力加强质量安全监管；着力提升旧楼区的居住功能； 着力抓好住房保障工作；着力推进规划工作的完善；着 力推进污染物的减排；着力管好资源和土地供应。 口■ 全面推进建设节能减排 大力推进绿色建筑发展，制定绿色建筑发展规划， 完善评价体系；继续推进建筑节能，重点开展节能建筑 结构体系和单一保温墙体材料研究，大力推广砂加气 等墙体保温材料应用，实施四步节能住宅试点；大力推 进既有建筑节能改造和供热改燃，完成既有居住建筑 节能改造１ ２００万ｍ ，完成既有公共建筑节能改造４００ 万ｍｚ，推进供热计量；可再生能源应用示范镇项目建 设。 口中图分类号：Ｆ２８１ 口文献标识码：Ｄ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７一（２０１ ２）０１—０１—０２ １８ Ｉ天津建设科技
