鋼板樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

薛亞忠

摘 要：隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，鋼板樁作為一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在市政、房建、工業(yè)、橋梁等方面得到了廣泛的應(yīng)用。結(jié)合某項(xiàng)目隧道工程中鋼板樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐，對(duì)鋼板樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用談一些體會(huì)。

關(guān)鍵詞：鋼板樁；深基坑；支護(hù)技術(shù)；拉森樁

中圖分類號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.143

鋼板樁屬于一種特質(zhì)鋼材，是用打樁機(jī)帶動(dòng)振動(dòng)錘向下打壓而形成的一道連續(xù)性的臨時(shí)支護(hù)墻。通常，拉森樁與工字鋼共用于河道兩側(cè)隧道工程中。拉森樁具有咬合緊密、連續(xù)性強(qiáng)、鎖口密實(shí)、整體性良好、施工方便等特點(diǎn)，能夠起到一定的防水作用；工字鋼具有穩(wěn)定性強(qiáng)、支撐力好等特點(diǎn)。結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)鋼板樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用談一些體會(huì)。

本項(xiàng)目隧道工程共涉及南北兩岸兩條隧道，北岸長425.214 m，南岸長391.969 m。隧道有6種斷面形式，凈寬9 m、9.25 m、11.5 m，漸變段11.5～15.4 m，漸變段9.25～11.5 m，中段出入口2×7.2 m開口段。

1 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

隧道段位于南沙河沿岸，緊挨河道，鋼板樁支護(hù)之后開挖?；娱_挖深度大、地基軟弱，需作片石換填處理，以進(jìn)行結(jié)構(gòu)主體施工。

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)市場等民用建筑，位于太原市迎澤區(qū)，臨近南沙河；地下水位高，平均高度高出基坑底標(biāo)高約2 m；對(duì)水的處理既要考慮基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，又要考慮對(duì)周邊建筑的影響；降水難度大，基坑施工段大部分位于懸河，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3個(gè)污水泵站，汛期河水上漲，給基坑施工帶來巨大的防洪壓力，因此，懸河邊的深基坑支護(hù)變得非常重要。

2 場地巖土特性

本工程施工范圍之內(nèi)的巖土主要由第四系全新統(tǒng)沉積的填土、粉土、粉質(zhì)黏土、砂類土等構(gòu)成。

一層：填土，雜色以粉土為主，含有灰渣、砂礫、磚塊、植物根、水泥塊等，稍濕，結(jié)構(gòu)松散，厚度介于2.60～5.20 m之間，層底埋深介于2.60～5.20 m之間。

二層：粉土，褐黃色，含云母、煤屑、氧化鐵鋁等，濕，振搗反應(yīng)一般，干強(qiáng)度低，韌性低，天然含水量為22.9%，厚度介于3.10～10.20 m之間，層底埋深介于8.50～13.60 m之間。

三層：粉質(zhì)黏土，褐黃色，含云母、煤屑、氧化鐵鋁等，韌性中等，厚度介于1.50～5.20 m之間，層底埋深介于8.20～14.50 m之間.

四層：砂礫，褐灰色，含石英、長石、云母、粉土等，飽和，松散，顆粒級(jí)配較差，粘粒含量小，厚度介于0.90～1.30 m之間，層底埋深介于9.30～9.60 m之間。該土質(zhì)較差，對(duì)基坑開挖影響大。

3 鋼板樁施工方案

最初的施工方案為：三排鋼板樁，由北向南分別為12 m拉森樁、12 m工字鋼和9 m工字鋼。河道側(cè)為兩排，基坑最南側(cè)為一排，在K2+135～K2+155處，開挖后，鋼板樁出現(xiàn)重大偏移，最大偏移為1.2 m，嚴(yán)重侵入施工結(jié)構(gòu)邊線。實(shí)際情況為：12 m拉森樁向南側(cè)偏移帶動(dòng)工字鋼偏移，由于河壩下土質(zhì)軟弱，下有流沙層帶動(dòng)拉森樁，工字鋼偏移。一方面，由于基坑開挖深度大，下面的自承受力無法滿足側(cè)向河壩及流沙層帶來的壓力；另一方面，由于拉森樁外漏長度過長，偏移較大，河道側(cè)鋼板樁整體偏移。經(jīng)專家和項(xiàng)目人員共同研究后，制定出以下幾種方案。

第一種：三排鋼板樁，由北向南依次為12 m拉森樁、12 m工字鋼和9 m工字鋼。此方案被證實(shí)無法滿足施工要求。

第二種：四排鋼板樁，靠近河壩處增加一排12 m工字鋼，并使用拉桿斜拉住對(duì)面的拉森樁。由于是斜拉，會(huì)造成拉森樁底部受力后向南偏移。該方案既廢工，又起不到根本作用，不建議采用。

第三種：增加混凝土樁，在河道中間打樁，對(duì)拉拉森樁。該方案造價(jià)高、施工時(shí)間長，且效果與第二方案相似，不建議采用。

第四種：四排鋼板樁，在河壩邊坡外1 m處增加一排12 m工字鋼，漏出水面1 m。經(jīng)計(jì)算，該方案可行，增加的這排工字鋼可以減輕河壩和下部流沙層對(duì)12 m拉森樁的側(cè)向壓力，從而確保拉森樁和工字鋼相結(jié)合的穩(wěn)定性。該方案造價(jià)高，但操作方便，適合在汛期采用。

第五種：兩排鋼板樁，基坑北側(cè)靠近河道處打一排12 m工字鋼，南側(cè)打入9 m工字鋼。在后期施工中，該方案被證實(shí)可行，操作方便，可以節(jié)省成本、縮短工期。

經(jīng)過對(duì)比以上幾種方案，最后在施工中采用了第四種和第五種方案。第四種方案適合在汛期使用；當(dāng)汛期過后，采用第五種方案。采用第五種方案時(shí)，首先要將河壩挖掉（不能低于河流水位），并在河道兩側(cè)墊寬3 m左右的便道（保持便道高出河流一定的高度），使河流水始終在中間流動(dòng)；然后降低開挖的相對(duì)深度，取第一層土，厚度大約為3 m；最后在基坑兩側(cè)各打一排工字鋼，工字鋼的穩(wěn)定性要好、支護(hù)性要強(qiáng)，接著就可以開挖基坑。經(jīng)施工驗(yàn)證，開挖以后，鋼板樁穩(wěn)定，無偏移。該方案大大降低了施工成本，在基坑南側(cè)開挖深度相對(duì)較淺的地方，如果有足夠的寬度，也可以刷坡直接開挖。

4 鋼板樁施工流程

根據(jù)施工圖紙和高程測(cè)量組放出的結(jié)構(gòu)邊線，現(xiàn)場人員應(yīng)根據(jù)施工情況，預(yù)留出工作面。鋼板樁施工流程為：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（無硬物方便打樁），如果無硬物，用白灰灑出打樁邊線→挖出打樁導(dǎo)向槽→修整出打樁機(jī)行走平臺(tái)→打樁→挖土→鋼筋混凝土施工→回填→拔樁。

5 鋼板樁施工常見問題及預(yù)防措施

5.1 漏沙、漏水

由于拉森鋼板樁接口沒有接住，咬合不緊密，造成鋼板樁之間有空隙，從而導(dǎo)致河內(nèi)的流沙層從鋼板樁的空隙之間滲透進(jìn)基坑，可能導(dǎo)致此處流沙、流水積累，土質(zhì)變軟，進(jìn)而導(dǎo)致鋼板樁偏移，影響施工。因此，在施工時(shí)，要嚴(yán)格管理鋼板樁施工——打樁時(shí)，必須口咬口緊密；打樁完成后，對(duì)打樁質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，且每次都要如此。

5.2 鋼板樁傾斜

施工地段土質(zhì)均為軟質(zhì)土，周圍存在一定的荷載，由于鋼板樁打入地下深度較淺，造成鋼板樁傾斜。因此，在鋼板樁施工前，要對(duì)鋼板樁所打入地面的深度、周邊荷載進(jìn)行計(jì)算，保證插入的深度足夠支撐荷載，從而減少對(duì)鋼板樁造成的影響。

6 基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)

在開挖深度大、地質(zhì)不好地段，對(duì)新打入的鋼板樁進(jìn)行布控、觀測(cè)，定時(shí)用儀器對(duì)鋼板樁的偏移、沉降進(jìn)行觀測(cè)，并將收集、整理好的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給工程部，以便把握現(xiàn)場鋼板樁的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

7 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐，總結(jié)出以下幾點(diǎn)建議：①要想合理利用地下空間，就脫離不了鋼板樁施工，而形成一套完整的鋼板樁施工體系，對(duì)今后的施工會(huì)有很大的幫助；②基坑的開挖對(duì)周邊建筑影響較大，而鋼板樁具有穩(wěn)定性好、支撐力強(qiáng)、操作方便、可以循環(huán)利用等特點(diǎn)，應(yīng)用鋼板樁可以減少深基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響；③拉森鋼板樁閉合性好，可以有效減少流沙、流水對(duì)基坑施工的影響，在地質(zhì)差的地段可以考慮采用加密鋼板樁的施工方式；④如果隧道靠近河道，在拔出鋼板樁時(shí)，一定要注意拔出的鋼板樁要與施工完的結(jié)構(gòu)保持一定的距離，并用拉森樁鎖口，及時(shí)回填鎖口處，防止河水上漲從缺口處流進(jìn)基坑，給周邊居民區(qū)帶來較大的影響。

8 結(jié)束語

在今后的施工中，對(duì)地下空間的利用將向著深、大、周邊情況復(fù)雜的方向發(fā)展，開挖難度越來越大。鋼板樁作為一種快捷、有效的臨時(shí)支護(hù)方式，在深基坑支護(hù)中起著至關(guān)重要的作用，相信在未來，鋼板樁技術(shù)將得到更好的推廣和應(yīng)用。

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〔編輯：劉曉芳〕