作者：陈光
1.工程基本概况
宁德市曲尺塘工程的任务是解决宁德市实验学校西侧玄元观片共计0. 55 km2的洪水，设计渠线从宁德市实验学校北侧围墙始，依次沿北侧、西侧、南侧围墙，转入市政府东侧围墙后，沿闽东中路，穿过沈海高速公路桥下，止于兰溪桥上游侧，全长1413m。工程主要由钢筋混凝土排洪箱涵、明渠和钢筋混凝土管组成。
2.工程施工条件分析
该工程位于兰田溪西侧，闽东中路北侧附近。工程区范围内有多条城市道路，对外交通条件十分便利，有利于工程物料运输。但施工地紧挨宁德市实验学校、机关幼儿园、东侨青少年活动中心及市政府，绝大部分地段地势低洼，场内交通条件较差，需修建多条施工临时道路才可满足大型施工机械作业要求。因毗邻建筑物较多，在石方开挖中不可能采取爆破法施工，在实验学校、机关幼儿园、东侨青少年活动中心、市政府和闽东西路段需设置隔离栏杆、围挡和警示标识，同时做好安全防护和卫生环境的保护工作。
3.工程地质情况
据现场调查和钻孔揭露，该场地地层自上而下主要有：第四系人工填土层(
)，岩性为素填土、杂填土；第四系全新统冲海积层(
)，岩性为粉质黏土、淤泥质土、中砂、砾砂、卵石及更新统残积层(
)，岩性为残积砂质黏性土（局部为辉绿岩残积黏性土）；燕山晚期侵入的花岗岩(
)风化层。其中淤泥质土层为：深灰色，饱和，软塑一流塑，污手，有臭味，含少量腐植质、中粗砂，部分位置含较多砂粒，无摇震反应，刀切面较光滑，韧性、干强度中等，局部位置相变为淤泥；经测定，有机质含量一般占2.71%~3.01%，在局部位置有机质含量达27. 82%左右，均匀性较差。层顶埋深1. 20~9.55m，顶板高程-4.75—1.19m，厚度1.75~11. 90m，、
4.箱涵段原支护不合适的原因分析
原箱涵段基坑支护为H型钢加焊接钢板止水，根据地质勘察报告显示，钻孔的综合稳定地下水位埋深为0.5~3.8m，高于施工基坑底高程。其中KO +000~KO +250段基底以下存在水量丰富、侧向补给的孔隙承压水，易造成坑底隆起；KO +690~KO +950段基底分布有透水性强的中砂层，水量丰富，易因地下水渗流造成基坑涌水、流砂。工程KO +199~KO +750段受征地及青苗理赔影响，只能施工局部具备条件的地段。如遇强降雨天气，周边雨水、山洪水将汇集于基坑内，截水、抽水等施工措施无法起到作用，且施工地段原本处于低洼地，基坑内的水无处导排，存在一定的安全隐患。KO +199~ KO +410段原设计的土钉锚杆打人闽东路路基，可能破坏地下管线，市政府环网柜的lOkV供电电缆、国防光缆会影响土钉锚杆的安全施工。KO +410~ KO +510段边坡坡顶为市政府围墙与停车场，局部不具备设计放坡条件，软土地段采用土钉锚杆的可靠性较差，市政府围墙一旦倒塌影响严重。
原方案采用H型钢加焊接钢板方案止水效果差，且用于挡土止水的钢板只设置在基底以上，对基底以下的承压水、流砂、淤泥以及侧向渗流不能起到阻隔作用。箱涵基坑均布置在淤泥质土中，垂直渗透系数K．平均值为3. 22×10 -6cm/s，无法布置专项降排水措施，在保证安全和质量的前提下，经严格论证，最终将H型钢加钢板的基坑支护方案变更为安全和防水性能较好的拉森钢板桩支护。为验证成果，施工前进行一段试验，试验桩号为KO +590~KO +620，共30m箱涵长度（实际施工采用20m为一段）。
5.拉森钢板桩支护试验段设计和施工
在分析原设计H型钢支护结构段时考虑各种最不利因素组合，选择在桩号K0 +590～0 +620段进行拉森钢板桩基坑支护试验。
5.1 拉森钢板桩支护试验段设计
考虑施工期排降水要求，拉森桩打设位置为基坑上游以上1. Sm，基坑下游以下1.Om，试验段基坑总长度为32. Sm，基坑开挖宽度为5.6m，基坑宽度方向两侧各预留1.0m作为箱涵施工操作间隔，在每侧桩顶每隔5m设一观测点。拉森桩支护平面设计如图1所示。
拉森桩采用sP-Ⅳ型，规格U400×170×15.5，每根长12m，沿基坑开挖边界四周均布。围檩采用H型钢，规格为HW400×400×I3×21，沿拉森桩内侧布置，距离桩顶高度为1．Om，下设钢托架支撑。托架采用角钢L75 x8，沿拉森桩周边每隔2.Om布置，并焊牢于拉森桩内侧壁，顶撑钢管型号4351×I6，每隔4m布置一道，钢管与围檩接触面焊接，并有八字角钢帮衬，拉森桩的细部和剖面如图2、图3和图4所示。
根据以上拉森钢板桩试验段的没计数据，可计算出本段拉森钢板桩、H型钢围檩、对撑钢管和钢托架等钢材共需55. 704t。
5.2拉森钢板桩支护试验段施工
5.2.1拉森桩施工工艺
根据箱涵施工图纸及高程放出沉桩定位线一实施表层土剥离一根据定位线设沉桩导向槽一平整施工机械行走道路一打设钢板桩一将钢板桩送至指定标高一焊接围檩支撑一基坑轻型井点降水一挖土一箱涵结构施工一回填土一拔除拉森桩。
5. 2. 2拉森桩打设
采用一台EX400-5液压振动打桩机施工。根据现场施工条件，采用单根打入法，即从下游一角开始逐根插打，每根拉森桩自起打到结束过程中不停顿。由测量人员定出拉森桩支护的轴线，每隔2m距离设置导向桩，导向桩直接使用拉森桩，挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制拉森桩的轴线。先用液压振动锤夹嘴夹紧钢板桩把钢板桩吊直，吊至插入桩点处，下端由人工扶住就位对准、插桩时咬口对准然后缓缓插入土中，另配两个人在两个方向监测控制垂直度。开始打设的第一、二根板桩位置和方向要确保精度和定位准确，逐根沿插桩轴线打入。沉人的钢板桩桩顶标高基本控制在同一标高。在插打过程中随时测量监控每根桩的斜度，随时监测拉森桩的位移变化。
5.2.3围檩施工
围檩托架（钢牛腿）采用L75 x8角钢预制。在打没好的拉森钢板桩护壁墙L测出安装位标高后，将托架直接烧焊在钢板桩上，以保证有足够的牢固度，并确保在同一水平面上。围檩支撑施工待基坑拉森钢板桩支护插桩工程结束，并挖土方至地面下1. Om后进行。围檩采用HW400×400×13×21型钢。钢围檩料预先按设计方案施工图尺寸下料拼接。钢牛腿焊接就位后，安装钢围檩由吊车吊装直接搁置烧焊在钢牛腿托架及钢板桩上。
5.2.4拉森桩的拔除
基坑回填后，拔除拉森桩，以便重复使用。
该试验段于2014年10月IO日开始施工，拉森桩支护于10月20日完成，基坑开挖于1 1月5日完成，并于11月12日由建设单位组织参建各方代表到场，经认真审查一致通过基坑拉森钢板桩支护和基槽土方开挖验收，并转入下一道工序施工。
6. 拉森钢板桩支护试验段检测数据分析
在试验段中两侧拉森桩顶每隔Sm布置一个监测点（如图5所示）。
采用全站仪观测平面坐标，计算偏差值，竖向变化值采用水准仪观测，在插打完拉森桩后即开始观测，每天一次，直到最终完成基坑土方开挖后3天。经统计，拉森桩的偏差较小，水平向X偏差最多为15mm，Y向没有产生偏差，竖向（高程方向）最大下降10mm，水平向和竖直向偏差均在允许范围内（如下表所列）。表明该工程中采用拉森钢板桩替代H型钢板桩具有明显的优越性。
7. 试验段工程造价对比分析
原设计采用H型钢板桩支护，按原财审单价和施工图计算实际造价为21. 84万元，折合每延米支护造价为0. 728万元。改用拉森钢板桩支护后，周转周期与原H型钢加钢板支护同等的情况下，实际预算造价为14. 30万元，折合每延米支护造价为0.477万元。因变更采用拉森钢板桩后，实际减少了造价7. 54万元，折合每延米箱涵支护造价减少了0.251万元。从投资角度而言，采用拉森钢板桩支护较H型钢支护节约了工程造价。
8.结语
该工程经试验，将原H型钢加钢板支护改为拉森钢板支护后，总体保障了施工安全和质量，节约了施工成本，也加快了工程施工进度。同时，因本次试验段地质条件较为复杂，周边环境对施工也有较大的限制，使得工程施工难度加大。本次拉森桩观测数据的统计分析及使用，为类似工程地质条件项目的施工提供了一定的借鉴和参考。
9摘要
本文以福建省宁德市曲尺塘防山洪治理工程箱涵支护施工为背景，分析使用拉森钢板桩支护型式较H型钢支护的优越性，并选择一段箱涵做拉森桩支护试验，分析支护效果，以期为工程施工提供有价值的参考数据。
