王 志 坚

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030003)

深基坑拉森钢板桩与锚索结合施工技术

王 志 坚

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030003)

充分利用拉森钢板桩施工优点和成熟的施工工艺，通过技术创新，综合应用拉森钢板桩与锚索结合形成二元支护结构体系，并通过对锚索施加预应力变成主动受力体系，以提高控制基坑变形能力，指出该施工技术具有安全、经济、工期短及节能环保等施工特点，具有广阔的市场空间。

深基坑，拉森钢板桩，锚索，预应力

我公司从2009年以来一直从事拉森钢板桩施工，有装备优良的各种型号振动锤打桩机械设备，在山西地区基坑支护施工中占有大量的市场份额，由于其施工方法简便、快捷高效、适用广泛、止水效果好、能拔出重复利用等诸多优点，已经受到越来越多用户的青睐。但由于拉森钢板桩在施工工艺上受到桩长限制，在支撑系统设置方式上也是大多采用简单的内支撑形式，使得我公司在过去很长一段时间内只是采用传统单一的拉森钢板桩用于空间规模小的浅基坑施工。随着我国城市化步伐加快，基坑规模正向大面积、大深度方向发展，过去那种传统单一的拉森钢板桩已经很难适应当前深基坑支护的需求。为此，本人凭着从事多年基坑支护施工经验，经过技术创新总结，研发出拉森钢板桩与锚索结合的新型支护体系，主要用于深基坑施工。通过工程应用实例，取得了良好效果，解决了传统单一拉森钢板桩不能作为深基坑支护的难题，扩展了拉森钢板桩应用市场，进一步充实提高了深基坑支护技术的发展水平。

1 施工特点

1)拉森钢板桩采用振动锤直接打入地下，锚索采用套管跟进成孔，不受地质条件差的限制，适用非常广泛。2)拉森钢板桩兼具挡土和止水功能，一桩两用，施工结束后又可拔出回收重复利用，既能降低工程造价，又节能环保。3)采用锚索代替内支撑，使得坑内空间开阔，给土方挖运和地下结构施工带来极大的便利条件，可明显缩短工期。4)拉森钢板桩通过锚索施加预应力变成主动受力体系，可严格控制基坑变形和位移，安全性能高。

2 工艺技术原理

依靠拉森钢板桩集挡土和止水功能于一体、可形成连续密封性好的桩墙特点，通过连接装置将拉森钢板桩与锚索结合，采用锚索代替内支撑，综合应用拉森钢板桩与锚索结合形成二元支护结构体系。通过对锚索进行二次高压劈裂注浆提高抗拔力，形成稳定性平衡结构，并施加预应力使二元支护结构体系变成主动受力体系，达到控制基坑位移和变形之目的。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

3.2 操作要点

1)拉森钢板桩平面和竖向布置。a.钢板桩的平面布置应便于地下结构施工，若因空间狭小须作为地下结构外模时，应设置混凝土隔离层，以利钢板桩的拔出。b.钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，方便与锚索的结合。c.钢板桩的竖向布置主要是确定桩顶标高位置，一般桩顶标高是位于自然地坪面上，如果场地条件允许，遇到基坑开挖太深或场地周边地下环境影响锚索施工等情况时，也可采取开挖作业沟槽的方式将桩顶标高下放至合适位置，桩顶上部可采取自然放坡或土钉墙护坡等措施。

2)拉森钢板桩打设方式。拉森钢板桩采用振动锤直接打入地下，打设方式常用单根插打法，该方法施工期间，除常规用仪器控制单桩垂直度和墙面平直度外，对于要求严格的，还可以借助设置辅助导向架来控制，导向架一般由双侧围檩、围檩桩和连接板组成，具体做法见图2。打入拉森钢板桩时，应根据工程地质特点和现场实际情况制定好打桩路线和顺序，控制好打桩垂直度和桩顶标高，方便与锚索结合施工。

3)拔出拉森钢板桩。地下结构施工完回填后，先前打入的拉森钢板桩可以拔出回收重复利用，拔桩方法同打桩，拔桩期间应注意以下事项：a.拔桩条件：拔桩前应确保基坑已经回填到位并经过碾压或夯实处理。b.拔桩顺序：根据现场实际情况，应采用分次、分段、间隔拔桩的顺序，尽量不要采用一次连续拔桩的方法。c.桩孔处理：为了避免由于拔桩时带土过多会引起地面沉降和位移，需要对留下的桩孔进行回填处理，对于周边环境保护要求严格的工程，特别是邻近有建(构)筑物、道路或地下管线的场合，尤其应注意及时回填；根据现场实际情况，桩孔处理方法可采用浇水灌砂捣实或注入水泥浆。

4)锚索施工。a.确定锚索位置。锚索施工时为避免发生渗水和流砂问题，应尽量提高锚索抗拔力，采用单排锚索，将锚索孔口布置在拉森钢板桩顶部，保证在自然地下水位以上或靠近临界点处，或者布置较少的排数，避开饱和砂层将锚索设置在粘性土中。单排布置时，应布置在拉森钢板桩顶部，为避免在桩上开孔穿锚索材料，在锚索位置应将此处钢板桩打低500 mm左右留豁口，具体见图3，如果多排布置时，需要在钢板桩上开孔，应采取堵漏措施，预防渗水和流砂发生。b.套管护壁成孔。采用专用锚索钻机进行套管全程跟进护壁成孔，套管边注清水边跟进钻进，套管应保持在成孔内一直等到注浆结束方可拔出，成孔期间应及时检查，保证成孔直径、成孔深度和成孔与水平面倾角满足要求。c.安放锚索材料和注浆管。锚索材料有钢绞线或钢筋，放入孔内时设置定位支架保证居中。在材料一端套设塑料波纹管控制自由段的长度，并用防水胶带进行密封。为满足二次高压劈裂注浆工艺要求，注浆管应布置双根，其中一根应预埋在注浆体里面不再拔出并在管身上按要求开设出浆孔。d.注浆。注浆材料采用水泥浆，应按设计要求配制，保证浆体强度符合要求。注浆采用二次高压劈裂注浆工艺以提高锚索抗拔力。第一次注浆水灰比宜控制在0.4～0.5,注浆压力控制在0.6 MPa～1.5 MPa，注浆完成后拔出套管，等水泥浆下沉稳定后再进行补浆，直至孔内饱满溢出为止。二次高压劈裂注浆水灰比宜控制在0.45～0.55,注浆压力控制在2.5 MPa～5.0 MPa，注浆时间一般是在第一次注浆结束24 h后进行或根据强度试验确定。e.安装腰梁和锚具。锚索外露端头与拉森钢板桩连接固定采用设置腰梁和锚具的方法，腰梁应按连续梁受力构件进行安全计算以满足强度和变形要求。锚具包括钢垫板和锚头夹具，钢垫板应与腰梁焊接固定，腰梁和锚具安装做法见图4。f.施加预应力。为控制基坑变形，在基坑开挖前应对锚索自由段施加预应力。施加预应力过程包括张拉和锁定两道程序，张拉前应保证锚固段注浆体强度达到设计要求的75%，张拉力和锁定值应根据地层条件及支护结构体系控制变形要求确定，一般张拉至锚索轴向受拉承载力设计值的0.9倍～1.0倍后再进行锁定，锁定值宜取为设计值的0.5倍～0.65倍。根据基坑开挖后监测的变形情况和锚索应力情况，在变形过大或锚索应力损失较多时应考虑进行二次张拉锁定。

4 工程应用实例

4.1 工程概况

太原立德大厦工程位于太原市万柏林区南屯村，基坑底口平面尺寸大小为60.0 m×62.5 m，基坑深度-12 m，属于深基坑施工。本工程场地周边环境复杂：场地南侧是一座既有2层砖混结构楼房，其基础埋深只有1.5 m，距离深基坑底口边大约在5.0 m～6.0 m之间；场地东侧是临时办公2层板房，板房距离深基坑底口边约为6.0 m；场地西侧和北侧是施工道路，有重型车辆通过，距离深基坑底口边大约在6.0 m～8.0 m之间。

本工程地质条件比较差：在基坑开挖深度范围主要是杂填土层和粉细砂层，自然地下水位大约在-6.0 m标高处，地下水位以下粉细砂层土体基本饱和，含水丰富，渗透性强，开挖深度范围土质非常松软，极易产生流砂现象。

4.2 支护设计施工情况

本工程深基坑原支护设计方案采用“预应力管桩+水泥搅拌桩止水帷幕+锚索”，通过对造价、工期、安全综合分析对比和专家论证，后来改用拉森钢板桩与锚索结合支护施工方式。

根据地质条件和场地周边环境实际情况，采用“北京理正深基坑支护结构软件”进行了安全计算，通过计算，确定如下技术参数和施工工况：

先从自然地坪下挖沟槽至-6.0 m地下水位临界点处，-6.0 m以下采用拉森钢板桩与锚索结合支护体系，-6.0 m以上采用土钉墙护坡。拉森钢板桩桩长12 m，桩顶标高控制在-5.5 m，锚索采用单排设置在桩顶位置，锚索材料采用3φ15.2钢绞线，锚索总长20 m～23 m，水平设置间距2.5 m～3.5 m。现场对锚索抽检做抗拔试验，最大抗拔力达到450 kN无破坏现象，根据试验结果确定本工程施加预应力的锁定值控制在240 kN～270 kN。

4.3 施工效果

基坑挖开后，止水能力好，基坑变形小，无明显的渗漏水和流砂发生，桩顶水平位移最大35 mm，周边建筑物沉降最大4 mm，通过实际应用，与原支护设计方案相比，降低了工程造价，加快了施工进度，保证了周边环境安全，取得了良好效果。

[1] JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].

Construction technology of deep foundation Larssen steel sheet pile combining with anchor cable

WANG Zhi-jian

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030003,China)

The paper fully uses Larssen steel sheet pile construction merits and mature construction technology through technological creation, comprehensively applies Larssen steel sheet pile combining anchor cable to forms double-element support structure system, and changes active stress system by applying prestress for the anchor cable, with a view to improves the foundation pit deformation resisting ability. In the end, it points out that: the construction technology has safe, economic, short construction duration and energy-saving environment protection and other construction characteristics. Thus, it has wide application prospect.

deep foundation pit, Larssen steel sheet pile, anchor cable, prestress

1009-6825(2014)30-0107-02

2014-08-19

王志坚(1979- )，男，工程师

TU463

A