岳驰宇

上海市建筑装饰工程集团有限公司 上海 200072

1 工程概况

温州市瓯江口新区一期市政工程PPP项目北堤湖公园建筑工程，总建筑面积11 318.8 m2，其中地下建筑面积4 811.4 m2。本项目地上3层，地下1层，基础工程桩为钻孔灌注桩，本工程±0 m相当于85高程3.15 m，基坑周围场地设计标高－1.50～0.02 m。底板厚度400 mm，底板面标高为－6.25～－5.25 m，承台垫层底标高为－7.50～－6.10 m。根据勘察报告，地基土层划分为5个层次，细分为11个工程地质亚层。其中埋深10 m以内的主要有①0层素填土、①1层吹填土、②层淤泥质粉质黏土、②＇层淤泥夹砂，土质呈软塑状，均匀性差，含少量腐殖物、贝壳，夹少量碎石等。由于本项目地质条件较差，基坑为整体开挖，开挖深4.60～7.10 m，且基坑东侧紧邻经九路，综合分析考虑，基坑围护结构形式采用PC工法组合钢管桩结合1道钢筋混凝土支撑支护。被动区用多排单轴水泥搅拌桩加固。因本区域已通过真空预压进行软基处理，且土壤渗透性极差，故不考虑降水。基坑围护平面如图1所示。

图1 基坑围护平面示意

2 技术特点

1）围护结构可回收重复利用，是一种新型绿色环保围护结构。

2）良好的密封效果。拉森钢板桩和钢管桩企口相互咬合，起到很好的止水效果。

3）节能环保。由于围护体系采用的钢管和拉森钢板桩直接插入土体中，故可以节约大量水资源，也不会产生泥浆，施工场地干净整洁。钢管桩为开口钢管，不会产生挤土效应，拔出后土体仍在原处，无需注浆。

4）稳定性好。钢管桩和拉森钢板桩连接形成一个整体，稳定性好，且钢管桩惯性矩较大，抗弯性能强。

5）施工速度快。施工速度快，且无需进行混凝土养护即可进行下道工序施工，节省工期。

6）依靠标高限制器，可很好地规避由于拉森钢板跟桩引起的桩头标高不一的现象，从而降低多次插拔产生的施工成本，确保施工进度。

3 工艺原理及适用范围

3.1 工艺原理

在钢管桩与钢板桩的对称位置设置企口，钢管桩和钢板桩的企口相互咬合连接形成一个整体，如图2所示。施打过程中由标高限制器对拉森钢板桩进行标高控制，标高限制器连接如图3所示。施打过程中，因为钢管桩和拉森钢板桩的摩擦力，可能将旁边完成的拉森钢板桩一起带向基坑深处，直到钢板桩下沉到锁链的长度后，竖吊钢板起重钳锁死企口，拉森钢板桩不能继续下沉，当钢管桩沉桩到设计标高时，取下挂钩即完成施工[1-5]。

图2 钢管桩和拉森钢板桩的连接

图3 索具连接

3.2 适用范围

PC工法组合钢管桩围护形式适用范围广，对地质条件无要求，特别是在软土地区能发挥其优势；在市政、水利、公路等工程项目中皆可应用。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

施工准备→清障、定位放线、开挖沟槽→索具制作→桩体施打→PC工法组合钢管桩进场与验收→压顶梁、支撑梁施工→挖填土及地下结构施工→压顶梁及支撑梁拆除→PC工法组合钢管桩振拔回收→桩空隙回填

4.2 施工操作要点

4.2.1 施工准备

1）根据施工进度计划，编制材料及设备需求计划。预先确定厂商及材料，保证施工过程中钢管桩及拉森钢板桩供应量能满足施工需求，确保连续施工。

2）根据钢管桩和拉森钢板桩高差，提前制作好索具。索具的竖吊钢板起重钳和挂钩型号根据摩擦力合理选择。

3）因本区域东侧紧邻新修道路（经九路），路基施工过程中，可能会有大块宕渣落入本区域内，若发现地下障碍物，及时进行清除。

4）参加图纸会审及技术交底会议，编制施工方案。

4.2.2 定位放线、开挖沟槽

1）根据测量基点测放控制点。

2）放样出桩位中心线，沿桩位中心线开挖沟槽，开挖至桩顶标高。

3）放样桩位，并在桩位处做好标识。

4）将验收合格的桩位轴线及桩位点移交给施工机组，当桩位点被破坏时重新施放。

4.2.3 PC工法组合钢管桩沉桩

1）第1根钢管桩完成沉桩施工。起重机吊起钢管桩至桩位，再用2台呈90°角的全站仪，控制管桩的垂直度准备施打；使用振动沉桩法沉桩，垂直度偏差不大于1／250；匀速加压振动，最终沉桩到达设计标高，下沉速率控制在1 m/min左右。

2）第1根拉森钢板桩完成沉桩施工。第1根钢管桩施工完成后进行第1根拉森钢板桩施工，企口应涂润滑剂（如黄油）；起重机吊起拉森钢板桩至桩位，再用2台呈90°的全站仪，控制管桩的垂直度；把拉森钢板桩和钢管桩企口相连接，再振送拉森钢板桩；开始沉桩，直至到位。

3）第1根拉森钢板桩及第2根钢管桩沉桩作业。由于埋入越深，第2根钢管桩的摩擦力越来越大，旁边已完成的拉森钢板桩出现跟桩问题。故当发生跟桩现象时，先暂停钢管桩沉桩，然后把标高限制器的起重钳咬合在拉森钢板桩上，标高限制器的挂钩挂在之前第1根打入的钢管桩上，再开始第2根钢管桩施工。索具安装初始状态如图4所示。

图4 索具安装初始状态

4）其他PC工法组合钢管桩作业。等第2根钢管桩沉桩到位时，卸下标高限制器。按照以上方法，施工其他桩，直至所有围护桩施工完毕。

4.2.4 压顶梁及支撑梁施工

混凝土的强度等级为C30，保护层厚度为25 mm。未注明钢筋锚固长度和搭接长度均为35d（d为钢筋直径）。压顶梁和支撑的主筋宜采用焊接或套接，错缝间距不小于35d。HRB335级钢与HRB400级钢之间焊接的焊条采用E55XX型。

4.2.5 挖填土及地下室结构施工

待支撑梁强度达到设计要求后进行土方开挖。土方开挖结合地下室底板后浇带的留设，划分开挖区域，考虑分段施工，使工序前后搭接。

挖土流程：测量定位→分段、分层挖土挖至坑底以上5 cm→垫层浇捣→测设标高、检查坑宽进行人工修土→坑中坑胎模砌筑抹灰→坑中坑垫层浇捣→人工修土→坑中坑挖土。

4.2.6 桩体回收

1）机械采用履带式起重机（带振动钳）。

2）钢板桩和钢管桩轮流起拔。

3）不容易拔出的钢管桩，应首先将钢管桩振下150 mm，再将振动锤交叉振拔、振打多次，直至拔出。

4）不容易拔出的钢板桩，先振5 min，再停5 min，交替进行。

5）在拔出钢管拉森钢板桩的过程中，需减轻土粒随桩带出的现象，否则会对已施工地下结构产生不利影响。若有必要可采用跳拔的方法。

5 结语

从本工程的地质条件、工期要求、环保要求、工程造价等多方面考虑，本工程的基坑围护形式决定采用PC工法组合钢管桩围护体系。围护桩是钢管、拉森钢板，为可回收材料，无需使用大量施工用水，故不会产生泥浆，比较环保。另外，钢管桩、拉森钢板桩的连接，止水效果好，无需止水帷幕，可降低工程造价，综合经济效益预计提高20%。此围护结构体系施工速度快，桩体无需进行养护，可缩短工期约30%。

[1] 李有德.某支护工程中拉森钢板桩施工技术研究[J].山西建筑,2012,38(12):72-74.

[2] 王理.上海软土地区基坑工程钢板桩围护应用研究[J].施工技术,2016,45(5):96-100.

[3] 徐建军.钢管拉森钢板桩组合围护体系施工技术[J].施工技术,2018,47(7):60-63,148.

[4] 张强.高频锤打拔组合钢板桩施工技术在某码头工程中的应用[J].福建建筑,2015(9):106-108.

[5] 安丽荣.钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩支护体系在软土基坑中的应用[D].石家庄:石家庄经济学院,2014.