五矿营钢深基坑和围堰施工之拉森桩的应用
毕业论文网 摘要：文中结合五矿营钢高炉工程实例，论述拉森钢板桩在INBA渣处理深基坑施工中的设计和应用，起到了保工期、节约成本作用；介绍拉森钢板桩围堰用在水深2m以上的水池，在回填一半后进行基坑开挖的方法。
关键词：INBA渣处理；稳定性验算；拉森钢板桩；基坑支护；钢板桩围堰； 1 工程概况 五矿营钢1#、2#高炉本体及附属工程工期仅11个月，施工任务量大、场地狭小、作业空间不足，并且1#高炉现场场地原为560m×210m大型生产用水蓄水池，要求回填一半后即进行土方开挖，各个工序施工没有富余时间。
INBA渣处理基坑长48m、深—8.737m，东、南、北侧具备井点降水放坡开挖，西侧平行于3个热风炉基础，距离仅为5.8m，而热风炉主体钢结构框架及热风炉主管道为保施工节点，不能拖延，如果按常规放坡开挖无法进行保证工期（见图1）。
1#高炉本体及附属工程多数坐落在原有生产蓄水池里，采用山皮石将施工区域进行回填，留有一半水池供生产使用，其中基坑大都处在水池水位以下（见图2）。
图1INBA深基坑拉森桩锚索支护 图21#高炉区域基坑施工 2 工程地质概况 根据东北岩土工程勘察总公司提供的地质勘察报告，营钢施工区域土层分部情况：杂填土层、淤泥质粉质粘土层、细砂层、粉质粘土层。
地下水文类型：主要赋存在杂填土层及以下粉质粘土中的上层滞水，和细砂层中的潜水，地下水稳定深度在—1.5m~5.3m左右。
3INBA渣处理基坑拉森桩锚索支护和水池拉森桩围堰设计和应用 3.1 INBA渣处理基坑拉森桩锚索支护设计和应用 由于该工程主要考虑邻近热风炉一侧深基坑周边土体的稳定，保证热风炉区域施工不受影响，且防止土体水渗入到基坑内。
如采用钻孔桩支护，则施工周期长，还可能对热风炉钢柱基础造成沉降偏移影响，成本也较高；采用工字钢或H型钢做支护桩，不能有效地防水防流沙。
而拉森钢板桩联合锚索施工具有很高强度、刚度和锁口功能，且施工简便、工期短、止水效果好、桩身可回收再利用，施工成本低。
钢板桩长9m，采用连续墙类型排列，采用18槽钢紧贴钢板桩做围檩加固，每隔1.725m固定预应力锚索，锚固段长15m。
为减少基坑支护深度，将基坑到热风炉基础6m宽范围内降土3m深，同时起到减少部分土压力作用（见图3）。
图3 拉森桩基坑支护剖面图 图5 拉森钢板桩围堰施工 基坑侧壁安全等级选择二级，重要性系数γ=1.0，设计采用增量内力计算方法，参数采用地质勘察报告提供的直剪试验参数。
对支护结构抗倾覆稳定性、整体稳定性、嵌固深度、锚杆深度等进行验算，确保各项指标满足规范要求，土压力和内力位移包络图见图4。
图4 土压力和内力位移包络图 深基坑拉森桩联合锚索支护施工中，主要的施工要点： 1）要求严格按规范要求确保桩间齿口咬合搭接完好、桩身垂直不宜大于1%、桩顶桩底标高偏差不大于100mm； 2）采用槽钢制作围檩，要求平整、水平、焊接牢固、焊肉饱满； 3) 预应力锚索采用GS—150型钻机成孔，旁站监督钻孔深度。
锚索张拉锁定过程中，采用锚索拉力计进行校核，为确保工程安全，每个锚索张拉至设计抗拔力100%后，放松到70%设计抗拔力再进行锁定。
4) 应急措施：每天不少于三次监测基坑拉森桩顶及桩底位移情况，如遇到基坑变形过大、日位移量大于60mm时，应立即停止作业，及时采取卸土压或者回填土反压，直到位移稳定，再采取加固措施后方可继续施工。
5）基础施工后，拔出钢板桩时，先夹住钢板桩头部振动1~2分钟，使土体松动产生液化，减少土对桩的摩擦力。
对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填石屑。
3.2 蓄水池拉森钢板桩围堰设计 1#高炉工程施工区域采用山皮石回填，紧邻另一半未回填的蓄水池，水池水深2m左右。
部分基础开挖深度达到—4.0m以上的基坑，坑底标高比蓄水池水面低1m左右，从水池渗入到基坑的水难以控制。
根据此区域地质和水文情况，采用防水性能好的咬扣式拉森钢板桩围堰施工。
钢板桩采用Ⅲ型拉森桩，桩长6m，截面模量w=2.037cm3，允许应力б=180Mpa。
钢板桩接触水一侧回填一层粘土，粘土可以很好地填补钢板桩齿口间的缝隙，提高抗渗能力；钢板桩插打到岸上并延伸1m，以提高隔水效果（见图5）。
拉森钢板桩围堰施工中施工中，主要的施工要点： 1）钢板桩运到现场后，安排人清理齿口杂物，检查齿口是否变形，对齿口变形的钢板桩，应调正后再使用； 2）钢板桩插打第一片位置应选在围堰的中间，向两边展开施工。
捶打之前，要保证钢板桩和锤头垂互相直度，防止钢板桩打偏，造成齿口搭接不好； 3）插打过程中，必须遵循“插桩垂、分散即纠、调整合拢”的施工要点； 4）插打桩完一段后及时回填粘土，让齿口缝隙尽快密实，为施工争取时间。
5）基坑开挖后，发现有漏水情况，找到漏水缝隙，利用水压产生吸力原理，在水池一侧放入细沙或粉煤灰，这些填充物会被吸入缝隙中，将漏水处封堵，有效减轻漏水现象。
4 结 语 拉森钢板桩应用在五矿营钢深基坑和围堰施工中，为我们赢得了宝贵的时间、保证了工期、降低了施工成本。
同时拉森桩施工简易快捷，对周围环境不会造成影响，利于文明施工。
根据本工程拉森桩施工效果，在地下水较大、存在透水流沙的工程，使用拉森桩支护基坑，将会起到很好的效果。
参考文献 [1] (JGJ 94—2008)，建筑桩基技术规范[S] [2] 王曙光、陈静等.深基坑与边坡支护工程设计施工经验录[M]。
同济大学出版社.2011 [3] 刘俊岩.深基坑工程[M].北京:中国建筑工业出版社.2001. [4] 蓝秋文.拉森钢板桩的推广应用[M].山西建筑.2009(19). 注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。