深基坑鋼板樁支護施工難點與對策

陸文暉

1 工程概況

該工程為某醫院改擴建綜合樓,總建筑面積約3萬m2,地下1層,地上8層,建筑高度45 m?；悠矫娉叽?20 m×23 m,深5.3 m。工程樁采用φ600預應力管樁,樁長21 m,500 mm厚承臺式筏板基礎。

工程場地主要土層從上往下分布情況:①雜填土,表面1.5 m,雜色,結構松散,成分主要由混凝土塊、碎磚等建筑垃圾混碎石、塊石等組成,成分雜,土質極不均一,無規律;②黏土層,2 m厚,灰黃色,可塑～軟塑,中等～高壓縮性,厚層狀,干強度高,韌性高,搖震反應無,土面光滑;③淤泥質黏土,5 m厚,灰色,流塑狀態,厚層狀,高壓縮性,含有少許粉土團粒,局部地段頂部見有少許灰黑色有機質斑點,搖震反應無,干強度高,韌性高;④粉質黏土夾粉砂灰色,軟塑,稍密狀態,鱗片狀,中等壓縮性,夾有大量不規則狀粉砂團塊,粉砂含量時高時低,高時為含黏性土粉砂,低時為粉質黏土或淤泥質粉質黏土,偶見有白色貝殼碎片,搖震反應慢,干強度中等,韌性中等,土面粗糙,土質不均。場地淺部地下水以孔隙潛水為主,其水位變化主要受氣候、環境影響明顯,據有關資料,其常年地下水位埋深1.5 m左右。

新建住院樓平面呈“Z”字形,東、西和北三面為綠化帶,比較空曠。南側有一正在使用的12.6 m高4層磚混結構的住院樓,300 mm厚筏板基礎,基礎埋深1.3 m。新建住院樓與原住院樓夾角為 15°10′,基坑邊最近處距原住院樓僅3.45 m,且地下自來水管線離基坑邊僅0.8 m,埋深1 m。

2 施工難點與支護方案確定

2.1 施工難點

1)南側已建住院樓和管線的保護。不利條件:基坑南側已建住院樓基礎埋深淺,受鄰近深基坑開挖影響大;上部磚混結構整體性差;場地狹小不具備放坡開挖條件;要保證住院樓和地下水管線的正常使用。

2)工期緊迫。前期因現場不具備施工條件,項目部在12月初方才進場,而建設單位又要求地下室必須在明年1月底完成結構封頂。由于地下室建筑面積達2 500 m2,且處于冬季施工期,工期較緊迫,必須優選基坑支護方案,減少支護體系施工時間。

2.2 支護方案確定

最初采用工程常用的鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁止水帷幕作為基坑支護,但從時間上滿足不了節點工期的要求,不采納;若用拉森鋼板樁,在本城市無現貨且價格偏高,需從外城市購買,既不經濟也耽擱工期。綜合考慮,最終確定采用現場已有材料Ⅰ40a號12 m的工字鋼作為基坑支護方案。

3 鋼板樁施工質量影響因素分析

鋼板樁施工中存在的隱患有:鋼板樁變形大、位置偏差、樁扭轉、難以打入土中。根據對寧波姚江機場路大橋、浙江船廠8萬噸級船臺施工圍堰、寧波中山西路軌道施工雨污改造工程等類似鋼板樁支護工程的統計調查,分析得出支護的主要問題在于控制鋼板樁支護的變形和位置偏差。

根據現場勘察和會議討論,影響上述兩個問題的主要因素有:1)基坑距已建住院樓太近且有地下管線;2)施工設備保障不到位;3)支撐體系薄弱環節未加強。

4 施工解決對策

通過以上主要影響因素分析,逐一采取相應施工技術解決對策。

4.1 南側采用鋼板樁支護并確保定位準確

針對需保證原住院樓和地下管線正常使用、基坑安全以及工期保證等要求,決定采取鋼板樁支護并確保其定位準確。鋼板樁精確定位的核心問題是利用測量網控制整排樁的中軸線,既要避開原樓的管線不被損壞,又要為新建筑物基坑提供作業面。對于測量定位,采用三級控制測量流程(見圖1),并在工程開工伊始建立三級測量控制網(見圖2)。在鋼板樁的施工過程中,測量控制貫穿始終。

4.2 加強設備保障

在鋼板樁施工前,對打樁機、電焊機等設備及電氣線路進行檢查,以免影響鋼板樁的施工進度,防止鋼板樁連系梁及三角支撐焊接不及時造成變形過大、觸電及機械安全事故。主要做法如下:

1)派電工進行閘箱—線路—設備,電路檢查;2)操作工提前對設備進行調試,保證工作正常;3)安全人員、施工人員、機械操作人員與技術部門互相配合,確保設備正常運行。

4.3 基坑支護體系薄弱環節進行加強

由于原住院樓與鋼板樁距離太近且為懸臂式支護,開挖后鋼板樁側向變形過大,如何建立支撐體系,以保證其支護作用成為又一難題。為此采用在基坑拐角處設置三角支撐體系,并且在其余薄弱處采用雙排樁卸力的辦法以保證原樓的安全(見圖3,圖4)。

5 結語

本工程采用工字鋼鋼板樁支護方案,在基坑土方開挖施工過程中,鋼板樁定位最大誤差 105 mm,鋼板樁最大監測變形值55 mm,誤差均在允許范圍內;原住院樓基本未受施工影響,保證了其安全使用;工期也未延長,達到了工程預期目標。

[1]寧波市行業標準,寧波市軟土深基坑支護設計與施工暫行技術規定[S].

[2]JGJ 120-99,建筑基坑支護技術規程[S].

[3]GB 50497-2009,建筑基坑工程監測技術規范[S].

[4]王志新,卜曉翠.深基坑支護的設計與施工[J].山西建筑,2007,33(9):112-113.