劉 亞 明

(太原市市政建設(shè)開(kāi)發(fā)中心，山西 太原 030012)

鋼板樁在城市沿河地段深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

劉 亞 明

(太原市市政建設(shè)開(kāi)發(fā)中心，山西 太原 030012)

以太原市南沙河快速化改造工程隧道基坑支護(hù)為背景，通過(guò)分析工程的地質(zhì)水文條件，對(duì)鋼板樁在城市沿河地段深基坑支護(hù)中的施工方案、流程及遇到問(wèn)題的解決方法進(jìn)行了論述，并給出了施工的質(zhì)量和安全控制措施，達(dá)到了支護(hù)體系穩(wěn)定可靠的效果。

城市沿河地段，深基坑，支護(hù)，鋼板樁

1 工程概況

太原市南沙河快速化改造施工一標(biāo)段，線路全長(zhǎng)3.2 km，該段西起濱河?xùn)|路，東至并州北路西側(cè)160 m，沿線依次與濱河?xùn)|路、雙塔西街、新建路、解放路、青年路和雙塔街相交，其中下穿雙塔西街、新建路和解放路，上跨青年路和雙塔街。其中在解放路至青年路段，設(shè)計(jì)有一段隧道工程，南北岸長(zhǎng)度分別約為450 m。

隧道結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆箱體，為單箱單室斷面形式，設(shè)計(jì)開(kāi)挖方式為明挖，開(kāi)挖最大深度約為9.2 m。

2 工程地質(zhì)水文條件

1)地形、地貌與工程地質(zhì)分區(qū)。擬建各通道場(chǎng)地從大的地貌上看屬于平坦的沖洪積平原，微地貌屬于南沙河河床。工程地質(zhì)分區(qū)屬于太原盆地次穩(wěn)定工程地質(zhì)亞區(qū)。2)場(chǎng)地巖土構(gòu)成與工程特點(diǎn)。根據(jù)勘探揭露地層情況，場(chǎng)地土在勘探深度范圍內(nèi)主要由第四系全新統(tǒng)晚期至早期沉積的粉土與砂類土等構(gòu)成，未揭露有濕陷性粉土、膨脹土以及軟土等特殊性巖土。3)地下水。地下水類型為孔隙潛水與微承壓水的混合水，主要接受現(xiàn)狀南沙河河道中常年的流水豎向補(bǔ)給和側(cè)向補(bǔ)給，地下水位隨季節(jié)的變化幅度不大，靜止水位7.1 m～9.4 m,標(biāo)高在780.58 m～784.01 m。

3 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)邊界線至南沙河河堤的距離短，施工空間小。本工程結(jié)構(gòu)邊界線至河堤的距離，設(shè)計(jì)文件中大部分段落控制在3 m左右，局部有大于或者小于3 m的段落。

2)隧道施工段落內(nèi)南沙河為懸河，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。本工程隧道段位于市中心，兩側(cè)現(xiàn)有居民樓、公園、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等民用建筑較多，位于太原市迎澤區(qū)，臨近南沙河，地下水位高，基坑施工段落大部分位于懸河，安全隱患大，居民區(qū)地面標(biāo)高低于現(xiàn)有河床標(biāo)高，最大高差約1.5 m，河道沿線有迎澤公園泵站，汛期河水上漲，給基坑施工過(guò)程帶來(lái)巨大的防洪壓力,所以位于懸河邊的深基坑支護(hù)變得非常重要。

4 鋼板樁施工方案的優(yōu)化

因本工程一側(cè)緊挨河道，一側(cè)靠近居民區(qū)，基坑安全等級(jí)定為一級(jí)，根據(jù)水位、地質(zhì)和環(huán)境條件，考慮各種支護(hù)適用條件、安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響和進(jìn)度等因素，基坑支護(hù)確定為鋼板樁支護(hù)，基坑降水采用集水明排。經(jīng)過(guò)專家論證后的方案如下：

首先在距基坑邊60 cm處打設(shè)12 m長(zhǎng)的拉森Ⅳ型鋼板樁，作為第一排河堤支護(hù)樁并起隔水作用，縱向緊密排列；下挖4 m后，距離首排鋼板樁0.6 m處再打設(shè)一排12 m長(zhǎng)的Ⅰ40a鋼板樁，作為第二排河堤支護(hù)樁，縱向緊密排列；靠近施工便道及居民區(qū)側(cè)打設(shè)一排12 m長(zhǎng)的Ⅰ40a鋼板樁，作為該側(cè)邊坡支護(hù)樁，縱向緊密排列。但在首件工程施工后，鋼板樁出現(xiàn)較大偏移，最大水平偏移為0.5 m,拉森樁向基坑內(nèi)側(cè)傾斜帶動(dòng)Ⅰ40a工字鋼偏移。后經(jīng)專家現(xiàn)場(chǎng)察看，提出優(yōu)化方案：在河堤坡腳處，增設(shè)一排Ⅰ40a工字鋼，抑制滑動(dòng)體的繼續(xù)發(fā)展。

通過(guò)計(jì)算結(jié)果顯示在河堤坡腳處增加的鋼板樁，能分擔(dān)基坑邊坡土側(cè)壓力46.7%的荷載，基坑支護(hù)體系得到加強(qiáng)，能有效抑制河堤的滑移。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證，該方案切實(shí)可行，支護(hù)體系穩(wěn)定。

5 鋼板樁施工流程

根據(jù)圖紙及高程測(cè)量組放出結(jié)構(gòu)邊線，現(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)施工情況，預(yù)留出工作面，確定打樁位置→挖機(jī)順著打樁位置挖槽，探出下面是否有硬物，無(wú)硬物方可打樁，用白灰撒出打樁邊線→挖出打樁導(dǎo)向槽→修整出打樁機(jī)行走平臺(tái)→打樁→挖土→箱體結(jié)構(gòu)施工→回填→拔樁。

6 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)每一段基坑打設(shè)鋼板樁前，沿基坑縱向兩邊各延長(zhǎng)搭設(shè)10 m～15 m，保證基坑開(kāi)挖時(shí)，基坑縱向土體不受影響。

2)在側(cè)墻施工完成后拔除鋼板樁時(shí)，拔除段落長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，防止未開(kāi)挖段落的基坑河堤受影響。

3)鋼板樁連接鎖口銹蝕、變形，致使板樁不能順利沿著鎖口打下。應(yīng)在打樁前對(duì)板樁逐根檢查，有銹蝕或變形的及時(shí)調(diào)整，還可在鎖口內(nèi)涂以油脂，以減少阻力。

4)鋼板樁沉樁時(shí)第一根樁的施工較為重要，應(yīng)該保證在水平向和豎直向平面內(nèi)的垂直度，同時(shí)注意后沉的鋼板樁應(yīng)與先沉入樁的鎖口可靠連接。

7 安全控制要點(diǎn)

1)編制完善的防洪防汛應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急預(yù)案的交底和演練，使相關(guān)責(zé)任人明確應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)各自的責(zé)任和工作內(nèi)容，并通過(guò)演練使應(yīng)急人員熟悉應(yīng)急事件處理流程。2)及時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣情況進(jìn)行施工，避免在大雨、暴雨或大風(fēng)過(guò)境時(shí)施工。3)雨量較大時(shí)，對(duì)基坑邊坡采取遮蓋措施。4)每個(gè)工點(diǎn)準(zhǔn)備兩臺(tái)挖機(jī)，以備下雨搶險(xiǎn)。5)每個(gè)工點(diǎn)基坑挖出來(lái)的渣土不外運(yùn)，堆在附近，以便下雨之前砂袋裝土防汛。6)準(zhǔn)備備用發(fā)電機(jī)，防止雨期停電不能抽水。7)及時(shí)清理河道內(nèi)影響排洪的雜物，保證河道正常排洪。8)在河道內(nèi)鋼板樁的上游利用豎向工字鋼和橫向鋼筋做圍擋，防止河道內(nèi)鋼板樁受沖刷、支護(hù)效果變差，導(dǎo)致河床滑移。9)如發(fā)現(xiàn)河堤產(chǎn)生裂縫，立即采用水泥漿灌縫，防止雨水進(jìn)入河堤破壞河堤。10)如洪水險(xiǎn)情過(guò)大有潰壩的可能，在基坑內(nèi)回填片石擋住河堤，加高河道內(nèi)的攔水埂，并在基坑頂部堆放砂袋，防止洪水溢出堤壩進(jìn)入居民區(qū)。

8 施工遇到的問(wèn)題及解決方法

1)已完成頂板箱體段落，支護(hù)樁和隔水樁拔除范圍過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致河堤滑移出現(xiàn)缺口，并未及時(shí)處理，造成下大雨時(shí)河水流入基坑內(nèi)，增加地基處理難度。

解決方法：

a.缺口處修筑砂袋圍堰，防止河水大量流入基坑。

b.后續(xù)施工嚴(yán)格控制鋼板樁拔除范圍，保證未開(kāi)挖段落的支護(hù)效果和隔水效果。

2)在南沙河北岸坡腳處有電纜，該電纜不能改遷，導(dǎo)致坡腳處Ⅰ 40a工字鋼未能按原方案施工，實(shí)際往河道方向偏移1.5 m打設(shè)，致使本排鋼板樁分擔(dān)荷載減少，由之前的46.7%降低到31.5%。實(shí)際施工中，河堤產(chǎn)生裂縫，并產(chǎn)生滑移，滑移最大深度達(dá)1.2 m。

解決方法：

a.和河道管理所溝通，將河堤坡腳處鋼板樁往河堤方向移動(dòng)1 m，從而使該排鋼板樁分擔(dān)了更大的荷載，由之前的46.7%提升到53.2%，有效抑制了滑動(dòng)體的發(fā)展。

b.在河堤縫隙處覆蓋彩條布，防止河水倒灌。

c.修筑攔水土埂，使河水不沿著河堤坡腳滲入基坑。

9 基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)

施工過(guò)程中，定時(shí)對(duì)鋼板樁的偏移和沉降進(jìn)行觀測(cè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與整理，及時(shí)反饋給工程部和施工現(xiàn)場(chǎng)，把握現(xiàn)場(chǎng)鋼板樁支護(hù)體系的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

10 結(jié)語(yǔ)

太原市南沙河快速化改造工程解放路—青年路隧道，通過(guò)以上方案措施的執(zhí)行，支護(hù)體系穩(wěn)定可靠，比計(jì)劃工期提前11 d完成。

近年來(lái)鋼板樁朝著寬、深、薄的方向發(fā)展，使得鋼板樁截面模量和重量之比率不斷提高，此外還可采用高強(qiáng)度鋼材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低碳鋼或是采用大截面模量的組合型鋼板樁，這都極大地拓展了鋼板樁的應(yīng)用領(lǐng)域。鋼板樁具有高強(qiáng)、輕型、施工快捷、環(huán)保、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣。

[1] 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)[M].第4版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 龔曉南.地基處理手冊(cè)[M].第3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[3] 劉國(guó)彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)[M].第2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[4] JGJ 120—2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB 50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[6] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[7] GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

The application of steel sheet pile in deep foundation pit support in city along the river

Liu Yaming

(TaiyuanMunicipalConstructionandDevelopmentCenter,Taiyuan030012,China)

Taking the tunnel foundation pit support in Taiyuan South Shahe fast renovation project as the background, through the analysis on engineering geological and hydrological conditions discussed the construction scheme, process and the solving methods of encountered problem of steel sheet pile in city along the river area, and gave the construction quality and safety control measures, reached the effect of bearing support system stable and reliable.

city along the river area, deep foundation pit, support, steel sheet pile

2015-06-07

劉亞明(1979- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0043-02

TU463

A