宁杭铁路客运专线长兴特大桥，地处长江中下游、泛太湖流域，地势平坦、地表水发育、沟渠纵横、水塘密布、交通发达。承台基坑开挖范围内有种植土、淤泥、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂、细圆砾土、粗角砾土等地层并且特殊孔跨位于航道内及高速公路旁。基坑开挖尤为困难，且安全隐患极大，施工中针对不同工况环境下采用不同类型的拉森钢板桩围堰开挖基坑，成功地解决了基坑垮塌、涌泥、渗水、变形等技术难题，安全、环保、经济地完成了管段内基础施工。 标签： 拉森钢板桩；复杂地质条件；应用
1、工程概况
宁杭铁路客运专线长兴特大桥，里程DK151+767.595～DK172+900.37，全长21133.105m，地处长江中下游、泛太湖流域，地势平坦、地表水发育、沟渠纵横、水塘密布、交通发达。全桥基本结构形式为：简支梁（32m、24m、40m）+10联不同跨度的连续梁+2联道岔连续梁；基础设计为钻孔灌注桩，承台类型分单层矩形承台和双层矩形承台两种，根据地理位置
划分为--普通桥位、跨铁路、跨国道、跨高速公路、跨航道、跨普通河流等，承台基坑开挖范围内有种植土、淤泥、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂、细圆砾土、粗角砾土等地层，并且特殊孔跨位于航道内深水中及高速公路坡脚旁。
2、工程特点
2.1拉森钢板桩分类
拉森钢板桩施工，根据开挖深度、地理位置、地质类型分为六类情况：
（1）小于2.5m挖深，淤泥土、种植土、粉质黏土、细圆砾土地质，开阔地段普通基坑；
（2）5m以上深基坑；
（3）跨铁路、省道、高速公路、国道基坑；
（4）基坑开挖范围内地质为淤泥且深度大于2.5m；
（5）基坑开挖范围内地质为粉质黏土且深度大于3.5m；
（6）特殊情况基坑。
2.2基坑开挖、支护类型多，安全、质量要求标准高。
3、拉森钢板桩施工流程
施工准备→测量放样→开挖沟槽→安装焊接导向框→定位角桩插打→钢板桩插打→开挖基坑土方（吸泥）至围棂底部→焊接牛腿安装围棂→开挖承台至设计标高→结构施工→土方及砂砾回填→钢围棂拆除→拉森钢板桩拔出→平整场地。电极铜
4、设备选型
4.1机械手：根据地质情况及拉森钢板桩的规格长度，选用EX330及W450型两种机械手施工；EX330型机械手适用于长度为9m，且地基承载力100KPa以下的淤泥及淤泥质粉质粘土地质，W450型机械手适用于长度为12m，且地基承载力100KPa以上的粉质黏土、细圆砾土地质。
4.2浮吊+90振动锤：管段内河道及航道中拉森钢板桩选用。
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5、拉森钢板桩在施工中应用
根据工程特点，钢板桩特性，施工方法等因素，选用拉森IV型及Ⅵ型钢板桩，普通基坑2.5m以内采用9m拉森Ⅳ型钢板桩，临近水中基坑、河道浅水中基坑、淤泥及淤泥质粉质黏土基坑开挖采用12m拉森Ⅳ型钢板桩，特殊地段（淤泥范围内城市道路及高速公路边坡旁等基坑）开挖采用15m、18m拉森Ⅳ型钢板桩，航道深水中基坑开挖采用20m拉森Ⅵ钥匙复制机型钢板桩。
5.1长度9m拉森Ⅳ型钢板桩：适用于开挖深度2.5m以内的普通基坑，地质为粉土、淤泥质粉质黏土、粉质粘土、粉砂、砾石土等区域段，地理位置位于道路、河岸边、既有线旁、建筑物旁等墩位，此类钢板桩施工时因地质原因，钢板桩插打困难，一般需地质钻机引孔后插打，经计算选用2根40a工字钢做围檩，中部采用螺旋管支撑.
5.2长度12m拉森Ⅳ管形母线型钢板桩：适用于开挖深度3.5m以内的普通基坑，地質为淤泥质粉质淤泥、覆盖土等区域段，地理位置位于高速公路、河道中、航道边、既有线旁、建筑物旁等墩位，此类钢板桩施工时利用EX330机械手插打，施工前必须用导向框及角桩先定位，根据不同工况设计支护方式，一般经计算选用2根45a工字钢做围檩，中部采用螺旋管支撑.
5.3长度15m～18m拉森Ⅳ型钢板桩：适用于开挖深度3.5m以上的特殊结构基坑，地质为淤泥质粉质淤泥、覆盖土等区域段，地理位置位于河道中、航道中、鱼塘中、建筑物旁等墩位，此类钢板桩施工时利用浮吊+90振动锤插打，开挖时采用抽水吸泥的方式开挖承台，抽水吸泥后浇筑封底混凝土，利用封底混凝土做底部支撑，施工前必须用导向框及角桩先定位，根据不同工况设计支护方式，一般经计算选用2～3道支撑，利用2根45a工字钢做围檩，中部采用螺旋管支撑，抽水时第一道支撑会出现拉力，设计时将围檩只放在牛腿上不与钢板桩形成连接，不让支撑承受拉力，水下吸泥过程中要严密监视钢板桩的变形，发现变形立即停止施工.
5.4长度20m拉森Ⅵ型钢板桩：材质为SY295，适用于航道内水深大于4m的特殊基坑，施工时利用浮吊+90振动锤插打，此类钢板桩施工时安全隐患大、工序繁杂、技术含量高，需编制特殊施工方案经专家审批后实施。
6、拉森钢板桩在施工方法及施工工艺
6.1钢板桩的检验与矫正
（1）检验内容有外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等。对影响打设的焊接件割除，有割孔、断面缺损应补强，有严重锈蚀，量测断面实际厚度予以折减。
（2）表面缺陷矫正：先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补方法补平，再用砂轮磨平。
（3）端部矩形比矫正：用氧乙炔切割桩端，使其与轴线保持垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修复。当修整量不大时，直接用砂轮进行修理。
（4）桩体挠曲矫正：腹向弯曲矫正，是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上，用设在龙门式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上，将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上，在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶，用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正。（5）桩体截面局部变形矫正：局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正。
（6）锁口变形矫正：用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理或用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。
6.2导架安装
（1）导架由导梁和围檩桩等组成，在平面上分单面和双面；高度上分单层和双层。长兴特大桥采用单层双面导架，围檩桩间距2.5～3.5m。
（2）导架位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水准仪控制导梁位置和高度。
6.3钢板桩打插
为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置，以便随时检查校正。
钢板桩分几次打入，第一次由14m高打至9m，第二次打至导梁高度，待导架拆除后第三次才打至设计标高。打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打
入1m测量一次。
钢板桩沉桩施工先试桩，试桩数量不小于10根。钢板桩放线施工，桩头就位必须正确、垂直、沉桩过程中，随时检测，发现问题，及时处理。沉桩容许偏差：平面位置纵向100㎜，横向为-50㎜～0㎜，垂直度不超过5%；沉桩施前必须平整清除地下、地面及高空障碍物，需保留的地下管线应挖露出来，加以保护。基坑开挖后钢板桩垂直平顺，无严重扭曲、倾斜和劈裂现象，锁口连接严密。基坑土方和结构施工期间，对基坑围岩和支护系统进行动态观测。发现问题，及时处理。沉桩贯入度每20击次不小于10㎜，否则停机检查，采取措施，沉桩过程中，发现打桩机导向架的中心线偏斜时必须及时调整。
6.4钢板桩加固
钢板桩围檩的支撑包括围檩及内撑，采用分层布置。围檩采用符合要求的型钢，内撑采用螺旋钢管，围檩固定于钢板桩内壁，钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。
钢板桩加固原则：在确保安全的前提下，基坑支撑施工与基坑内土方开挖按“先支撑后开挖，分层支撑分层开挖”的原则进行。具体支撑顺序如下：土方开挖至第一层支撑处→加第一层围檩及内撑→土方开挖至第二层支撑处→加第二层围檩及内撑→开挖至基坑底。
钢板桩围檩安装：首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢，然后吊入围檩型钢就位。部分钢板桩侧面与围檩型钢之间存在空隙，将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定，尤其注意钢板桩围堰四角与围檩型钢的固定。
钢板桩内撑安装：按照设计图纸安装内撑，对围檩型钢和内撑接头位置用三角加劲板焊接，同时加强焊缝质量检查。
加固牢靠挖至设计基底标高以下要求深度后，施作封底混凝土。采用垂直导管法浇注水下封底混凝土，封底用C20混凝土，控制好封底砼顶面标高，若基底土层软弱还需换填抛填石碴。
6.5钢板桩防渗漏措施
（1）施工时的预防渗漏措施：施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验，检查钢板桩锁口松紧程度，过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏；施打前在钢板桩锁口内抹黄油；施打时控制好垂直度，不得强行施打，损坏锁口。
（2）施工后的小渗漏处理：抽水后发现钢板桩锁口漏水不太严重时，可用破棉絮或勃土对
防盗门报警器渗漏位置填堵。
（3）施工后的大渗漏处理：用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵；渗漏严重时，在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散裝细颗粒堵漏物（如木屑、炉渣、谷糠等），内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
6.6钢板桩的拨除
基坑回填土后拨除钢板桩，修整后重复使用。
拨除钢板桩采用机械手、振动锤与起重机施工。拨桩前用拨桩机卡头卡紧桩头，使起拨线与桩中心线重合；拨桩开始略松吊钩，当振动机振1-1.5min后，随振幅加大拉紧吊钩，并缓慢提升；钢板桩起到可用吊车直接吊起时，停振。钢板桩同时振起几根时，用落锤打散；振出的钢桩及时吊出，起吊点必须在桩长1/3以上部位；拨桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆；钢板桩逐根试拨，易拨桩先拨出。起拨时用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拨；钢板拨出后桩孔及时用砂填实。拨桩中，操作方法正确、拨桩机振幅达到最大负荷、振动30min时仍不能拨起时，停止振动，采取其他措施。在地下管线附
近拨桩时，必须对管线进行保护，机械不得在上面作业。对拔出的钢板桩进行修整，并用冷弯法调直后待用。大肠杆菌培养基
6.7钢板桩施工技术要求
（1）钢板桩插打：包括异形钢板桩的制作和钢板桩插打就位。异形钢板桩焊接的制作标准为：钢板桩弯曲度（轴线方向）不大于1.1L/1000=15.4mm，翘曲（法线方向）不大于2.25L/1000=31.5mm（L为钢板桩的长度）
（2）采用单根打入法插打钢板桩。相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过2%；钢板桩上部吊孔需进行处理，使之不漏水；桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。
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