拉森钢板桩结合坑底加固的基坑支护设计及应用

宋云龙 陈永坡

摘 要：结合青岛某车间基坑支护工程，介绍了在软土地层中采用拉森钢板桩加内支撑结合坑底加固进行基坑支护和地下水控制的案例，可供类似工程参考。

关键词：软土地层;拉森钢板桩;内支撑;坑底加固;工程参考

引言

拉森钢板桩和其他支护形式相比，具有施工方便、工期短、可回收等优点，随着国家全面推行绿色施工，拉森钢板桩在基坑工程中应用越来越广泛。开挖深度超过5m的软土基坑，采用拉森钢板桩支护，需要设置内支撑，当拉森钢板桩入土深度小时采用坑底被动区土体加固，可以满足基坑安全要求，工程效果良好，可为类似工程提供参考。

1 工程概况及基坑周边环境条件

青岛某车间基础采用桩基础，工程桩基础已提前施工完成，拟建场区较平整，现状地坪标高4.10m，设计基底标高-1.20m，基坑开挖深度5.30m，以基础外缘线外扩1.26m作为开挖底边线，开挖形状为规则矩形，东西长约41.86m，南北宽约13.82m。

基坑北侧距离基坑底边线8.83m为1#生产车间，基础形式为桩基础，地上4层;基坑北侧距离基坑底边线1.83m为施工塔吊，基础形式为桩基础;基坑东侧距离基坑底边线1.83m为一施工道路，道路宽5.00m;基坑南侧距离基坑底边线12.35m为综合楼2，基础形式为桩基础，地上3层;基坑西侧为无地下室部分的拟建建筑物，目前该部分已完成桩基施工。

2工程地质与水文地质条件

2.1工程地质条件

场区地貌成因形态类型属海陆交互相沉积，后经人工回填改造而成，地层主要为填土、淤泥质粉砂、粉土等。

第①层素填土厚度约4.00m，褐色，松散，不均匀，以砂土及岩石风化料为主，人工新近回填而成，回填年限小于5年，结构松散，强度低，均匀性差。

第②层淤泥质粉砂厚度约3.00m，海相交互相沉积层，灰褐、灰黑色，饱和，松散，成份以石英质为主，含少量贝壳碎屑、云母及腐殖质，局部夹有大量贝壳碎屑，具腥臭味。

第③层粉土厚度约6.00m，冲击层，褐黄色，湿，稍密～中实，以长石英质颗粒为主，局部地段变相为塑性指数较低的粉质黏土，并夹有粉砂薄层。

各土层的岩土参数设计指标如表1.

2.2水文地质条件

场区内的地下水主要接受海水的侧向径流补给，次为大气降水的垂直入渗补给，其排泄方式以侧向径流排泄和垂直蒸发为主。根据钻孔水位观测资料统计，地下水稳定水位埋深约为2.0m。

3 基坑支护方案

基坑支护设计选型为拉森钢板桩加钢支撑，坑内设置疏干井进行地下水控制。支护体系平面布置详见图1基坑支护平面布置图。

采用VI号拉森钢板桩垂直支护，钢板桩小企口搭接，桩长9.00m，分别于标高3.60m和标高1.10m处设置两道钢支撑，钢腰梁、钢支撑梁均为350*350H型钢，钢腰梁与内撑梁采用螺栓连接。

由于钢板桩嵌固深度只有3.70m，经计算抗倾覆稳定性安全系数只有0.676，挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力365kN，挡土构件嵌固段上的被动土壓力合力242kN，土反力不满足要求，易造成基坑踢脚破坏，基坑最大水平位移16.29mm，地表最大沉降量为33mm。若通过增加钢板桩的嵌固深度，由于被动区土体较差，被动区增加的土反力和主动区增加的土反力相差不大，对基坑的安全性贡献不大，难以保证基坑的稳定。最终选择对坑底被动区土体进行加固处理，基坑开挖至标高2.00m时，对坑内基底标高以下土体进行注浆加固，注浆孔孔深不小于7.20m，封孔段长度3.20m，加固深度不小于坑底以下4.00m，避开坑内工程桩、疏干井按间距1.00m正方形布孔，加固平面宽度不小于13.00m，采用纯水泥浆注浆，水灰比1.0，分两序注浆，注浆孔孔径110mm，注浆压力不小于0.5MPa。坑底被动区土体加固处理后按粘聚力20kPa，内摩擦角30°考虑，计算基坑最大水平位移10.08mm，地表最大沉降量为27mm，抗倾覆稳定性及土反力等各项系数均能满足规范要求。

5 工程效果

该基坑工程按设计方案施工后，进行基坑监测，变形值均小于10mm，目前该基坑已回填，工程安全性和经济性均得到了保证，得到了业主的高度认可，创造了良好的效益，可为类似工程提供参考。

参考文献

[1] 建筑基坑支护技术规范：JGJ120-2012[S].2012.

[2] 钢板桩支护技术规程：T/CECS720-2020[S].2021.

[3] 建筑地基处理技术规范：JGJ79-2012[S].2013.A519E82C-1B87-49C6-BFAC-477663B4CB42