建筑深基坑工程钢板桩支护研究

引言

随着城市化进程的加速推进，高层建筑、地下空间开发等项目日益增多，建筑深基坑工程的规模和深度不断加大。深基坑支护作为保障基坑施工安全和周边环境稳定的关键环节，其技术选择和应用至关重要。钢板桩支护凭借其强度高、施工速度快、可重复使用、适应性强等特点，在建筑深基坑工程中得到广泛应用。因此，深入研究建筑深基坑工程钢板桩支护技术，对确保深基坑工程安全、高效施工具有重要的现实意义。

1 钢板桩支护概述

钢板桩是一种带锁口或钳口的热轧型钢，通过相互连接形成连续的钢板桩墙，以承受基坑侧壁的土压力、水压力以及地面超载等荷载。在深基坑开挖过程中，钢板桩依靠自身的刚度和强度，将作用在桩墙上的荷载传递到地基深处，从而保持基坑侧壁的稳定。同时，钢板桩之间的锁口或钳口连接方式，能够有效阻止地下水渗漏，起到止水作用，为基坑内施工创造干作业环境。结构特点主要表现在以下方面：（1）强度高、刚度大。钢板桩采用优质钢材轧制而成，具有较高的抗拉、抗压和抗弯曲强度，能够承受较大的土压力和水压力。其合理的截面形状和尺寸设计，使其具有较大的刚度，在基坑开挖过程中能够有效控制墙体变形，减少对周边环境的影响。（2）施工便捷、速度快。钢板桩施工主要采用打桩机进行打入或拔出作业，施工设备简单，操作方便。与其他支护形式相比，钢板桩支护施工无需进行复杂的地基处理和混凝土浇筑养护等工序，可大大缩短工期，提高施工效率，尤其适用于工期紧张的工程项目。（​3）可重复使用。钢板桩在工程结束后，可通过打桩机将其拔出回收，经过简单的修复和保养后，能够再次应用于其他工程，降低了工程成本。这种可重复使用的特性，不仅节约了钢材资源，也符合绿色施工的理念。（4）适应性强。钢板桩可根据不同的地质条件和基坑深度、形状等要求，选择不同类型和规格的钢板桩，并灵活调整施工工艺。在软土地基、砂土地基等多种地质条件下均能适用，且对于形状不规则的基坑，也能通过合理的布置和连接方式实现良好的支护效果。

2 施工准备

2.1 场地平整与测量放线

施工前需对施工现场进行平整，清除地面障碍物，确保打桩机能够顺利通行和作业。根据设计图纸，使用全站仪、水准仪等测量仪器进行测量放线，精确确定钢板桩的轴线位置和桩位。同时，在施工现场设置明显的控制桩和水准点，以便在施工过程中进行测量和校正。

2.2 钢板桩检验与矫正

对进场的钢板桩进行严格检验，检查其规格、型号、外观质量等是否符合设计要求。重点检查钢板桩的锁口是否完好、有无变形、锈蚀等缺陷。对于存在缺陷的钢板桩，应进行矫正和修复处理，如采用机械矫正、焊接修补等方法，确保钢板桩的质量满足施工要求。

2.3 施工设备调试

准备好打桩机、起重机等施工设备，并对其进行调试和检修。检查打桩机的桩锤、桩架、液压系统等部件是否正常运行，确保设备性能良好。同时，准备好辅助施工工具和材料，如送桩器、止水材料等。

3 建筑深基坑工程钢板桩支护技术

3.1 钢板桩打设

钢板桩打设通常采用单独打入法、屏风式打入法等施工方法。单独打入法是将钢板桩逐一打入土中，该方法施工速度快，但桩的垂直度和锁口连接质量较难控制，适用于桩长较短、土质较软的情况。屏风式打入法是将 10-20 根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。这种方法能够较好地控制桩的垂直度和锁口连接质量，适用于桩长较长、土质较硬的情况。在打桩过程中，应控制打桩速度，避免过快或过慢，同时密切观察桩的入土深度、垂直度和贯入度等参数，发现异常及时调整。当钢板桩打至设计标高后，及时进行检查和校正，确保桩位偏差和垂直度符合规范要求。

3.2 支撑体系施工

若设计有支撑体系，在钢板桩打设完成后，应及时进行支撑体系的施工。对于内支撑结构，先安装支撑立柱和围檩，然后根据设计要求安装水平支撑。在安装过程中，确保支撑构件之间的连接牢固可靠，支撑与钢板桩之间紧密接触，以保证支撑体系能够有效传递荷载。对于拉锚结构，先进行锚杆或锚索的钻孔、注浆等施工，待锚杆或锚索达到设计强度后，再进行张拉锁定，施加预应力。

3.3 基坑开挖与监测

基坑开挖应遵循“分层、分段、对称、均衡”的原则，严禁超挖。当开挖至支撑或拉锚设计标高时，应在 24 小时内完成支撑或拉锚的安装，避免基坑长时间暴露导致变形过大。同时，要注意保护支护结构和监测点，避免开挖机械碰撞钢板桩、支撑和监测设备。

基坑监测是确保深基坑工程安全的重要环节，采用全站仪或测斜仪对钢板桩的水平位移和垂直位移进行监测。在钢管支撑或钢筋混凝土支撑上安装轴力计，实时监测支撑的受力情况。轴力监测数据应与设计轴力进行对比，及时采取加强支撑或调整开挖顺序等措施。对基坑周边的建筑物、地下管线和道路进行沉降和倾斜监测。在建筑物的四角、沉降缝两侧等部位设置沉降观测点，在地下管线的节点处设置监测点，采用水准仪进行沉降监测。当建筑物沉降速率超过 2mm/ 天时，或地下管线沉降超过 10mm 时，应及时采取保护措施，如注浆加固、调整基坑开挖方案等。

3.4 钢板桩拔除

在基坑工程施工完毕后，且地下结构施工完成并达到设计强度要求，同时基坑回填土完成至钢板桩顶标高以上 0.5 米后，方可进行钢板桩拔除作业。拔除前，需对周边环境进行评估，确保拔除过程中不会对周边建筑物、地下管线和道路造成影响。钢板桩拔除通常采用振动锤拔除或静压拔除的方法。（1）振动锤拔除利用振动锤产生的高频振动，使钢板桩与土体之间的摩擦力减小，然后通过起重机将钢板桩拔出。振动锤的型号应根据钢板桩的长度和重量选择，确保有足够的振拔力。在拔除过程中，应控制拔桩速度，避免过快导致土体扰动过大，引起地面沉降和周边建筑物变形。一般拔桩速度控制在 1-2m/min 。（2）静压拔除对于周边环境要求较高的区域，可采用静压拔除的方法。利用静压桩机的压力将钢板桩缓慢拔出，该方法对土体扰动较小，但所需设备较大，成本较高。

钢板桩拔除后，应及时对桩孔进行回填处理，回填材料一般采用中粗砂或素土，并进行分层夯实，确保回填密实，避免地面沉降。同时，对拔出的钢板桩进行清理、修复和保养，检查钢板桩的锁口和桩身质量，对存在的缺陷进行修复，以便再次使用。

结束语

钢板桩支护作为建筑深基坑工程中常用的支护形式，具有诸多技术优势，在保障基坑施工安全和周边环境稳定方面发挥着重要作用。在实际工程中，应充分考虑工程地质条件、周边环境等因素，优化钢板桩支护设计方案，严格控制施工质量，加强施工过程中的监测和管理，为建筑深基坑工程的安全、高效施工提供更可靠的保障。

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