馬述林

（成都市市政建設監(jiān)理有限責任公司 廣東分公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

傳統(tǒng)的深基坑支護技術，如土釘墻支護、混凝土錨桿墻支護、抗滑樁與連接梁組合以及土工合成材料包圍墻等，都有其獨特的適用性和使用效果[1]。然而這些技術也存在一定的缺點，如施工過程繁瑣、成本較高、施工周期長及可能對環(huán)境造成一定影響。

近年來，鋼板樁支護技術在路橋工程中的應用越來越廣泛。鋼板樁由高強度的鋼材制成，能夠迅速插入土中，形成連續(xù)的墻體，為基坑提供穩(wěn)定的支撐。這種技術的核心原理在于，鋼板樁通過其互鎖連接，形成了一個連續(xù)、剛性的屏障，從而有效地阻止土體的側向移動和水的入侵，保障基坑的穩(wěn)定性[2]。與傳統(tǒng)方法相比，鋼板樁支護技術不僅施工速度快，還對周邊環(huán)境影響小，能夠適應不同的土質和基坑深度，并在成本效益上表現(xiàn)出眾[3]。本文根據(jù)青島市黃島區(qū)某沿海市政路橋工程實例，對基坑鋼板樁支護施工技術展開分析，以期為類似工況提供借鑒[4]。

1 工程實例

1.1 工程概況

項目為沿海市政路橋工程，位于山東省青島市黃島區(qū)。在基坑段存在一條已建的地鐵隧道，其結構外徑為6.3m，拱頂埋深為16.25m，位于基坑附近。結合對工程現(xiàn)場地質條件和建筑群的調研后，確定擬開挖深度為12.56m，安全等級為一級。經測量，地鐵隧道與建筑地下室支護邊緣的間距為5.2m左右，直線距離為5.0m。

1.2 土層分析

根據(jù)工程勘察報告顯示，施工區(qū)域土層分布如表1所示。

表1 土層分布及其物理參數(shù)

由表1可以看出，施工區(qū)域的第一層為雜填土層，其厚度趨近于0.90m，內摩擦角和粘聚力數(shù)值較低，說明其不具備較優(yōu)的土力學性能。在對第二至五層的土層進行整體分析后，發(fā)現(xiàn)均為粉土，隨著埋深不斷增加，各層所對應的土層承載力與其呈現(xiàn)正相關關系，即隨著埋深增加不斷增強。粉質土層的厚度分別為2.78mm、3.52mm、7.90mm、5.17mm。

2 基坑鋼板樁支護施工工藝要點

2.1 基坑鋼板樁支護技術的選擇依據(jù)

合適的鋼板樁支護技術是基于當前工程的具體情況，如地質環(huán)境、施工條件、預期工期、成本預算等因素進行全面的評估和權衡后，選擇一套綜合方案，既能滿足工程的技術需求，又能確保工程的經濟性和施工的安全性。

（1）工程地質條件的考慮。這包括土的類型、厚度、物理和力學特性，以及地下水的情況。這些因素決定了鋼板樁的材料、截面和施工方法的選擇。例如，在有大量地下水的地區(qū)，可能需要考慮使用耐腐蝕材料的鋼板樁，并采用特定的施工方法以防止水的入侵。

（2）施工條件的考慮。包括施工空間的大小、周圍的建筑和結構、以及噪音和震動的限制也會影響鋼板樁的選擇和施工方法。在城市中心或其他敏感區(qū)域，振動和噪音的限制可能會導致某些施工方法不可用。

（3）經濟性的考慮。合適的鋼板樁支護技術應確保在滿足所有技術和安全要求的同時，保持工程成本在預算范圍內。

基于以上考慮，結合工程概況，該工程基坑支護選擇基坑鋼板樁支護技術。

2.2 鋼板樁施工前的準備工作

2.2.1 鋼板樁支護設計計算

在該工程中，為確?；拥姆€(wěn)定性，鋼板樁支護結構設計尤為關鍵。首先確定關鍵參數(shù)，從而推導出合理的支護方案。首先需確定土壤對鋼板樁的壓力，即土壓力，土壓力計算公式如下：

式中：σs——土壤側壓力；

Kγ——土壤的側壓系數(shù)；

H——土層厚度。

其中K取決于土層的內摩擦角（φ）和土粘聚力（C），計算公式如下：

式中：δ——墻土摩擦角。

此外，該項目為沿海市政路橋工程，因為鋼板樁也會受到水的影響，水對鋼板樁壓力計算公式如下：

式中：σω——水壓力；

γω——水的單位容量；

h——地下水高度。

通過對以上參數(shù)的精準測量和計算，為深基坑方案設計提供準確依據(jù)。

2.2.2 鋼板樁選型

在基坑支護中，對鋼板樁的選型、驗算到進場驗收，每一步都應嚴格執(zhí)行，確保其滿足工程需求。

（1）鋼板樁選型依據(jù)。在選擇鋼板樁型號之前，首先要對相關的設計規(guī)范進行深入研究，明確這些規(guī)范對于不同土質、深度和工況對鋼板樁性能的要求。

（2）通過力學計算確定鋼板樁型號，基于該工程而言，鋼板樁選用截面抵抗矩拉森IV 型鋼板樁w=2270cm3。這一型號不僅能夠滿足工程的支護需求，還具有較佳的經濟性和良好的施工性能。

（3）做好進場驗收與質量控制。在鋼板樁進場前，需進行缺陷矯正和外觀檢查，這是關鍵的質量控制環(huán)節(jié)。只有在確保鋼板樁無明顯缺陷、符合設計要求和相關標準后，才能允許其進場使用。

2.2.3 施工設備選型

在基坑支護工程中，選擇合適的施工設備也至關重要，不僅關系到施工效率，還涉及到施工的安全性、經濟性和對周邊環(huán)境的影響。由于基坑開挖較深，周圍地下建筑物較多，靜壓設備和沖擊樁設備的使用效果并不理想，所以結合項目情況最終確定振動沉樁設備，振動沉樁設備為“上海振中YZPJ-100 型液壓振動錘+三一重工SY245H 中型挖掘機”組成的振動打樁機，完全符合深基坑的開挖要求和鋼板樁的長度限制，對現(xiàn)場環(huán)境適應性強，而且還可用于振動拔樁。它可以高效、安全地完成鋼板樁的沉拔工作，減少施工中的風險，并且從經濟角度考慮，此種振動打樁機也是目前市場上較為經濟的選擇，可有效控制施工成本。

2.3 鋼板樁施工要點

2.3.1 鋼板樁打設

鋼板樁打設作業(yè)前，要與市政相關部門取得聯(lián)系，確定打設區(qū)域的消防管、雨水管等管線的設計圖紙，必要時由市政部門指導施工單位處理建筑物附近管線。結合鋼板樁打設施工要求，借助灰線標注鋼板樁的打設位置，便于施工中定位鋼板樁編號。在面對堅硬土層時，使用挖掘機在打設區(qū)域內挖出約寬1m、深1m 的溝槽，清理溝槽垃圾和雜物，運用分打法完成作業(yè)。施工中要先確定振打位置，將第一根樁吊運至相應區(qū)域，在施工負責人確定位置契合設計要求后，采取振打作業(yè)。隨后依次按照以上吊運、振打操作方式，將所有鋼板樁置于設計位置，完成整體鋼板樁打設任務。

2.3.2 支護結構設置

在距鋼板樁墻頂500mm 處設置圍檁，圍檁采用22號槽鋼背靠背雙拼組成，置于鋼支架上，用25mm 鋼筋固定在后側錨樁上。固定方式為螺紋連接。錨樁號是20 號工字鋼。將鋼結構H400×400×13×21 放置在框架柱之間垂直于地面的位置，用25mm鋼筋拉桿固定在鋼結構上。為安全起見，鋼板樁四角檁條采用H4004001321，角撐采用42mm×610mm鋼管。

2.3.3 鋼板樁拔除

鋼板樁應在土建工程完成后拔除，先拆檁條、角撐、拉桿，再拆鋼板樁、錨桿。利用振動錘產生的強迫振動擾動土體，破壞鋼板樁周圍土體的粘聚力以克服拔樁阻力，拔出樁體。

2.4 工程位移監(jiān)測

利用現(xiàn)場監(jiān)測結果進行信息反饋，進一步優(yōu)化設計，使設計達到優(yōu)質、安全、經濟、合理、快速施工的目的。具體監(jiān)測內容如表2所示。

表2 監(jiān)測內容

3 鋼板樁支護施工過程管理優(yōu)化

信息化施工管理技術可以進一步強化基坑鋼板樁支護技術的應用效果并確保施工安全。目前常用的信息化施工管理技術有以下三種：BIM 技術數(shù)字化模擬與三維建模，智能監(jiān)測系統(tǒng)，移動應用與云端協(xié)作。

該項目中采用智能監(jiān)測系統(tǒng)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術，現(xiàn)場的各種傳感器可以實時監(jiān)測基坑的土壓、地下水位、振動等關鍵指標數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅可以遠程實時傳輸?shù)绞┕す芾硐到y(tǒng)，讓施工管理人員隨時獲取工程建設中的各種數(shù)據(jù)，還可以設置閾值進行預警，幫助施工人員做出正確判斷，及時調整施工策略，避免潛在的風險。同時，智能監(jiān)測系統(tǒng)能夠給出支護結構實時受力數(shù)據(jù)，可根據(jù)數(shù)據(jù)信息衡量是否存在結構相互影響的問題，據(jù)此對方案進行優(yōu)化，協(xié)助現(xiàn)場人員完成基坑施工作業(yè)。

4 位移監(jiān)測結果分析

該項目共計布設8 個位移監(jiān)測點，基坑位移監(jiān)測結果如圖1所示。

圖1 監(jiān)測點1～8的基坑位移監(jiān)測折線圖

根據(jù)圖1可以得知，隨著開挖過程的不斷推進，各監(jiān)測點的垂直位移也逐漸增大，但測點1～8 的最大垂直位移分別為16..3mm、16.2mm、14.7mm、13.5mm、13.2mm、17.4mm、16.2mm、16.3mm，均低于該工程的報警限度值（20mm），符合基坑工程規(guī)范規(guī)定的35mm 的臨界值要求。因此，此種支護形式能夠滿足相關規(guī)范要求，支護方案可行性較強。

另外基坑開挖引起的豎向位移主要發(fā)生在前5d。監(jiān)測點1 和2 開挖開始時發(fā)生了7mm 和5mm 的垂直位移；監(jiān)測點3、4 和6 發(fā)生了1mm 的沉降；但監(jiān)測點5、7和8 處未發(fā)現(xiàn)明顯的地表沉降現(xiàn)象。受到附近大型施工項目的影響，在監(jiān)測點1、2位置也出現(xiàn)沉降較大的情況。因此，在遭遇相鄰基坑施工工況時，應充分考慮相鄰基坑之間的相互作用力，盡可能避開地下大型作業(yè)項目，避免出現(xiàn)異常沉降，影響施工質量。

5 結束語

本文根據(jù)青島市黃島區(qū)某沿海市政路橋工程實例，對基坑鋼板樁支護施工技術展開分析，通過對基坑鋼板樁支護施工技術位移監(jiān)測結果分析表明，8個監(jiān)測點中測點1～8 的最大垂直位移分別為16.3mm、16.2mm、14.7mm、13.5mm、13.2mm、17.4mm、16.2mm、16.3mm，低于該工程的報警限度值（20mm），符合基坑工程規(guī)范規(guī)定的35mm的臨界值要求，說明該項目的施工方法能夠滿足相關規(guī)范要求，具有較高的可行性。但在施工過程中應考量相鄰基坑開挖工程的沉降相互作用力，避免出現(xiàn)施工事故。