鋼板樁在城市沿河地段深基坑支護中的應用

劉 亞 明

(太原市市政建設開發中心，山西 太原 030012)

鋼板樁在城市沿河地段深基坑支護中的應用

劉 亞 明

(太原市市政建設開發中心，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為背景，通過分析工程的地質水文條件，對鋼板樁在城市沿河地段深基坑支護中的施工方案、流程及遇到問題的解決方法進行了論述，并給出了施工的質量和安全控制措施，達到了支護體系穩定可靠的效果。

城市沿河地段，深基坑，支護，鋼板樁

1 工程概況

太原市南沙河快速化改造施工一標段，線路全長3.2 km，該段西起濱河東路，東至并州北路西側160 m，沿線依次與濱河東路、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，設計有一段隧道工程，南北岸長度分別約為450 m。

隧道結構為現澆箱體，為單箱單室斷面形式，設計開挖方式為明挖，開挖最大深度約為9.2 m。

2 工程地質水文條件

1)地形、地貌與工程地質分區。擬建各通道場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。工程地質分區屬于太原盆地次穩定工程地質亞區。2)場地巖土構成與工程特點。根據勘探揭露地層情況，場地土在勘探深度范圍內主要由第四系全新統晚期至早期沉積的粉土與砂類土等構成，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，主要接受現狀南沙河河道中常年的流水豎向補給和側向補給，地下水位隨季節的變化幅度不大，靜止水位7.1 m～9.4 m,標高在780.58 m～784.01 m。

3 施工特點及難點

1)結構邊界線至南沙河河堤的距離短，施工空間小。本工程結構邊界線至河堤的距離，設計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)隧道施工段落內南沙河為懸河，施工安全風險大。本工程隧道段位于市中心，兩側現有居民樓、公園、農貿市場等民用建筑較多，位于太原市迎澤區，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，居民區地面標高低于現有河床標高，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，給基坑施工過程帶來巨大的防洪壓力,所以位于懸河邊的深基坑支護變得非常重要。

4 鋼板樁施工方案的優化

因本工程一側緊挨河道，一側靠近居民區，基坑安全等級定為一級，根據水位、地質和環境條件，考慮各種支護適用條件、安全性、經濟性、環境影響和進度等因素，基坑支護確定為鋼板樁支護，基坑降水采用集水明排。經過專家論證后的方案如下：

首先在距基坑邊60 cm處打設12 m長的拉森Ⅳ型鋼板樁，作為第一排河堤支護樁并起隔水作用，縱向緊密排列；下挖4 m后，距離首排鋼板樁0.6 m處再打設一排12 m長的Ⅰ40a鋼板樁，作為第二排河堤支護樁，縱向緊密排列；靠近施工便道及居民區側打設一排12 m長的Ⅰ40a鋼板樁，作為該側邊坡支護樁，縱向緊密排列。但在首件工程施工后，鋼板樁出現較大偏移，最大水平偏移為0.5 m,拉森樁向基坑內側傾斜帶動Ⅰ40a工字鋼偏移。后經專家現場察看，提出優化方案：在河堤坡腳處，增設一排Ⅰ40a工字鋼，抑制滑動體的繼續發展。

通過計算結果顯示在河堤坡腳處增加的鋼板樁，能分擔基坑邊坡土側壓力46.7%的荷載，基坑支護體系得到加強，能有效抑制河堤的滑移。

經過現場實際驗證，該方案切實可行，支護體系穩定。

5 鋼板樁施工流程

根據圖紙及高程測量組放出結構邊線，現場人員根據施工情況，預留出工作面，確定打樁位置→挖機順著打樁位置挖槽，探出下面是否有硬物，無硬物方可打樁，用白灰撒出打樁邊線→挖出打樁導向槽→修整出打樁機行走平臺→打樁→挖土→箱體結構施工→回填→拔樁。

6 質量控制要點

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

2)在側墻施工完成后拔除鋼板樁時，拔除段落長度不能過長，防止未開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。應在打樁前對板樁逐根檢查，有銹蝕或變形的及時調整，還可在鎖口內涂以油脂，以減少阻力。

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

7 安全控制要點

1)編制完善的防洪防汛應急預案，做好應急預案的交底和演練，使相關責任人明確應急事件發生時各自的責任和工作內容，并通過演練使應急人員熟悉應急事件處理流程。2)及時掌握天氣預報，根據天氣情況進行施工，避免在大雨、暴雨或大風過境時施工。3)雨量較大時，對基坑邊坡采取遮蓋措施。4)每個工點準備兩臺挖機，以備下雨搶險。5)每個工點基坑挖出來的渣土不外運，堆在附近，以便下雨之前砂袋裝土防汛。6)準備備用發電機，防止雨期停電不能抽水。7)及時清理河道內影響排洪的雜物，保證河道正常排洪。8)在河道內鋼板樁的上游利用豎向工字鋼和橫向鋼筋做圍擋，防止河道內鋼板樁受沖刷、支護效果變差，導致河床滑移。9)如發現河堤產生裂縫，立即采用水泥漿灌縫，防止雨水進入河堤破壞河堤。10)如洪水險情過大有潰壩的可能，在基坑內回填片石擋住河堤，加高河道內的攔水埂，并在基坑頂部堆放砂袋，防止洪水溢出堤壩進入居民區。

8 施工遇到的問題及解決方法

1)已完成頂板箱體段落，支護樁和隔水樁拔除范圍過長，導致河堤滑移出現缺口，并未及時處理，造成下大雨時河水流入基坑內，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.后續施工嚴格控制鋼板樁拔除范圍，保證未開挖段落的支護效果和隔水效果。

2)在南沙河北岸坡腳處有電纜，該電纜不能改遷，導致坡腳處Ⅰ 40a工字鋼未能按原方案施工，實際往河道方向偏移1.5 m打設，致使本排鋼板樁分擔荷載減少，由之前的46.7%降低到31.5%。實際施工中，河堤產生裂縫，并產生滑移，滑移最大深度達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1 m，從而使該排鋼板樁分擔了更大的荷載，由之前的46.7%提升到53.2%，有效抑制了滑動體的發展。

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 基坑支護監測

施工過程中，定時對鋼板樁的偏移和沉降進行觀測，進行數據的收集與整理，及時反饋給工程部和施工現場，把握現場鋼板樁支護體系的實時動態。

10 結語

太原市南沙河快速化改造工程解放路—青年路隧道，通過以上方案措施的執行，支護體系穩定可靠，比計劃工期提前11 d完成。

近年來鋼板樁朝著寬、深、薄的方向發展，使得鋼板樁截面模量和重量之比率不斷提高，此外還可采用高強度鋼材代替傳統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用領域。鋼板樁具有高強、輕型、施工快捷、環保、可循環利用等優點，在深基坑支護中的應用將越來越廣。

[1] 《工程地質手冊》編委會.工程地質手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2] 龔曉南.地基處理手冊[M].第3版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

[3] 劉國彬，王衛東.基坑工程手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

[4] JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[5] GB 50497—2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].

[6] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術規范[S].

[7] GB 50202—2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[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

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