拉森钢板桩施工工艺及质量控制要点

拉森钢板桩施工工艺及质量控制要点

厦门工程有限公司黄树榕徐创才

摘要本文通过施工实践与摸索并结合了施工过程中遇到的具体问题及解决问题的方法，较为详细地阐述了18米拉森钢板桩的施工工艺和质量控制要点。

关键词拉森钢板桩施工工艺质量控制要点

1. 项目概况

甬江特大桥是浙江省宁波市绕城高速公路东段的一座特大型桥梁，大桥跨越宁波市镇海和北仑两个辖区，建成后为宁波市标志性工程。经变更后：全长1.478km，桥的主桥跨径组成为（54+166+468+166+54）m，双菱形连体桥塔斜拉桥。索塔承台为62×33×5.5m的矩形整体式钢筋混凝土结构。D2索塔位置现地面标高为＋2.45m，承台基坑开挖平面尺寸为

65×36m，开挖深度为6.45m，开挖面积2340m2左右，开挖方量约14976m3。

2. 土层技术参数

在D2索塔承台基坑支护设计深度内的地基土，由浅至深主要有以下几层：

2.1 I1填土：层厚0.7～1.7m。

2.2 I2亚粘土

灰黄色、灰褐色，软塑～硬塑，含少量铁锰质斑块，层厚0.0～1.0m。层底深度1.4～3.6m。地基土容许承载力[σ0]=70kpa。

2.3 II1淤泥质亚粘土

灰色、流塑、饱和，多呈薄层状，局部相变为淤泥质粘土。顶板埋深1.4～3.6m。层底深度10.50～18.00。地基土容许承载力[σ0]=50kpa。天然孔隙比1.394,饱和度97.6％，液性指数1.99，塑性指数13.5，粘聚力5.0kPa，内摩擦角8.1°。高含水量、高压缩性，物理力性质差，为本工程主要地基压缩层，易变形和失稳。

2.4 II2淤泥

淤泥，灰色，流塑，厚层状，土质不均一，局部为淤泥质粘土，含少量贝壳碎片。顶板埋深2.00m。层底深度11.00m。厚度9.00m。地基土容许承载力[σ0]=50kpa。天然孔隙比1.631，饱和度96.6％，液性指数1.52，塑性指数27.0，粘聚力6.0kPa，内摩擦角0.9°。高含水量、高压缩性，物理力学性质差，为本工程主要地基压缩层，易变形和失稳。

2.5 III1淤泥质粘土

灰色、饱和、流塑，薄层状～鳞片状结构。顶板埋深10.50～17.30m，层厚18.80～33.50m。

地基土容许承载力[σ0]=58kpa。天然孔隙比1.407，饱和度97.8，液性指数1.37，塑性指数17.4，粘聚力8.0kPa，内摩擦角6.8°。高含水量、高压缩性，物理力学性质差，为本工程主要地基压缩层，易变形和失稳。

2.6 III2亚粘土

灰色，流塑～软塑，薄层，夹亚砂土薄层。顶板埋深20.5～35.5m，层厚30.00～43.8m。厚度3.0～19.1。地基土容许承载力[σ0]=90kpa。天然孔隙比0.937，饱和度100.0，液性指数0.79，塑性指数15.1，粘聚力30.0Pa，内摩擦角17.3°。

本工程地下土层没有承压水。

图1 钻探孔平面位置图

图2 工程地质断面图

3. 不利因素

3.1 宁波地区的软土力学性质差，对变形比较敏感；土层为鳞片状，排水性能很差；天然孔隙比、饱和度高。

3.2 承台边线距离水渠最近约为7.0m左右，距离甬江大堤最近20.39m，东侧边线距离便道最近9.5m左右；承台南侧边线距离便道最近约为12.5m左右；承台西侧边线距离施工道路最近为7.6m左右；承台北侧边线距离热力管道最近为

4.3m左右，重力式大堤高出基坑底近5m，要考虑大堤和水渠的整体稳定性。

3.3 基坑开挖时间为2008年10月份，这个季节处于高潮位期、台风期，百年一遇水位为＋3.72m，此时水压高度7.72m。

3.4 受水渠、热力管道、防汛大堤、水平支撑的影响，出土方向只能在南边，挖土比较慢。工程桩净间距约为3.4m，导致局部修土困难。

4. 围堰设计形式

D2索塔承台根据基坑工程上述特点及施工条件并结合以往工程实践经验和项目自身的

条件（镇海侧采用钢管桩施工，采用的钢管桩材料将用在全桥支架上，如果北仑侧也采用钢管桩施工，将产生多余的支撑材料且北仑侧土质较镇海侧差，水位较高，土体稳定性受渗水影响较大），经过多个方案的分析计算比较，决定选用以下支护结构形式：基坑东侧、南侧、西侧三侧采用ⅣW型（600mm×210mm×18mm）钢板桩围护，靠近水渠一侧（北侧）采用φ610δ8螺旋电焊钢管桩，根据不同地段土层情况，桩长24.00m～27.00m。考虑到北面靠近河渠，为了防止渗水，在钢管桩外侧施打一排长12m，型号为（400mm×170mm×15.5mm）的钢板桩。钢板桩中心离承台边距离≥1.5m。围堰支护桩与围檩需尽量紧靠，在牛腿位置两者需采用焊接连接，其中空隙采用素混凝土充实，在其间放置一定数量的φ10钢筋防止混凝土受力后开裂后掉落。φ10钢筋必要时与围檩、支护桩焊接固定。

具体分布如下图：

图3

图4 基坑支撑示意图

5. 钢板桩围堰施工结构的设计计算

5.1计算方式

计算工具采用理正基坑支护软件，结合部分手工复核计算。

5.2计算思路

（1）采用钢板（管）桩加设钢支撑的支护形式，单元计算采用m法，结合经验系数进行调整；

（2）地面超载按不同的周边环境及施工围堰的结构形式进行设置；

（3）截面设计按以下工况计算的最大弯矩进行设计：

工况一：自然地坪放坡开挖至钢支撑围檩底-0.300，安装围檩及一道钢支撑；

工况二：第二次开挖至开挖标高－4.00；

工况三：钢支撑安装完毕后后，土体开挖到基坑底部并及时施工500厚钢筋混凝土垫层；（因设计按最不利因素考虑该工况视同工况二处理下列计算就不予列出）

工况四：桥墩承台分层浇捣，第一层2500厚混凝土施工完毕（至-1.000），承台周围和围护桩之间浇捣混凝土换撑带强度达到80%后，拆除钢支撑；

工况五：承台全部施工完毕，承台周围土体回填后拔除钢管桩。

5.3支护计算

各工况：