中心島式開挖和靜壓鋼板樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

王志剛，徐 晉

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，廣東 廣州 510000）

中心島式開挖和靜壓鋼板樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

王志剛，徐 晉

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，廣東 廣州 510000）

在詳細(xì)介紹廣州市市政設(shè)計(jì)院辦公樓的鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)情況、特點(diǎn)以及施工工況流程的基礎(chǔ)上，針對(duì)靜壓法插打鋼板樁、放坡開挖、土臺(tái)加固、內(nèi)支撐系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討，從工程效果上說明中心島式開挖的可行性，為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)。

鋼板樁；支護(hù)；中心島式開挖

0　引言

從20世紀(jì)60年代開始，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各類基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)中樁基工程施工所帶來的振動(dòng)和噪聲等建設(shè)公害問題引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注，如傳統(tǒng)的電動(dòng)錘和鉤機(jī)手，在我國(guó)樁基礎(chǔ)工程中使用較普遍。20世紀(jì)60年代，日本開始使用靜壓鋼板樁支護(hù)技術(shù)，它是一種無振動(dòng)、無噪音的植入鋼板樁的施工技術(shù)，是對(duì)鋼板樁施工方式的革命創(chuàng)新，是敏感場(chǎng)地避免噪聲和振動(dòng)的最好方法，特別適用于鄰近建筑物和界墻處，可以避免施工前的財(cái)產(chǎn)調(diào)查，減少擾動(dòng)。

1　工程概況

本工程位于廣州開發(fā)區(qū)科學(xué)城，光譜路以北，光寶路西側(cè)。本工程基坑?xùn)|西方向長(zhǎng)度190.3 m，南北方向最寬82.8 m，最窄34.5 m，呈“菜刀形”。為區(qū)分方便，定義二層地下室部分為A區(qū)，一層地下室部分為B區(qū)。主體結(jié)構(gòu)正負(fù)0.00等于絕對(duì)標(biāo)高21.10 m，見圖1。

A區(qū)：長(zhǎng)121.3～129.2 m，寬82.8 m，深9.3 m，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用連續(xù)密扣U型鋼鋼板樁墻結(jié)構(gòu)，且頂部設(shè)800 mm×800 mm的鋼筋混凝土頂冠梁，坑內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土支撐與鋼支撐。

B區(qū)：長(zhǎng)61.9 m，寬34.5 m，深5.4 m，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用連續(xù)密扣U型鋼鋼板樁墻結(jié)構(gòu)，且頂部設(shè)800 mm×800 mm的鋼筋混凝土頂冠梁，坑內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土支撐與鋼支撐。

圖1　項(xiàng)目平面布置示意圖

根據(jù)資料分析，本基坑工程面臨的不利條件如下：（1）不利地質(zhì)條件：流塑狀淤泥層厚度2～3.7 m，局部強(qiáng)透水砂層厚度：5.9 m；（2）重要建筑物需要保護(hù)：東北側(cè)A3變電站需要監(jiān)測(cè)；（3）重要管線需要保護(hù)：φ273 mm燃?xì)夤?；?）其它不利條件：紅線范圍施工場(chǎng)地狹窄，北側(cè)砂層厚度比較大。

本基坑采用連續(xù)型密扣U型鋼板樁墻結(jié)構(gòu)。鋼板樁接口構(gòu)造形式除應(yīng)有利止水、打拔施工外，還需滿足鋼板樁組合斷面形式的設(shè)計(jì)要求。

2　施工工藝特點(diǎn)

第一階段：A區(qū)施工鋼板樁（B區(qū)可同時(shí)施工）—待樁頂冠梁達(dá)到強(qiáng)度后，A區(qū)基坑降土3 m，B區(qū)在原地面標(biāo)高，施工主體結(jié)構(gòu)靜壓管樁（主體基礎(chǔ)邊樁應(yīng)先于鋼板樁施工，以滿足壓樁機(jī)械空間布置要求和防止擠壓鋼板樁）；

第二階段：施工A區(qū)坑內(nèi)護(hù)坡攪拌樁—坑外降土1～2 m—按坑內(nèi)開挖線開挖并做插筋、掛網(wǎng)、噴混凝土措施—施工中心島主體結(jié)構(gòu)至二層以上，負(fù)二層底板施工至護(hù)坡坡腳處；

第三階段：架設(shè)第一道鋼支撐——開挖至第二次開挖線—架設(shè)第二道鋼支撐—開挖中心島周邊土體—施工中心島外圍區(qū)域地下室負(fù)二層底板、側(cè)墻、頂板—施工樓板標(biāo)高處傳力撐—拆除第二道支撐—向上施工側(cè)墻、負(fù)一層頂板—拆除第一道支撐—施工完地下室及防水層—回填；

第四階段：待A區(qū)地下室回填完畢后，B區(qū)開始從地面往下按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行支護(hù)開挖施工。

施工工藝在充分考慮了工程的不利條件后，重點(diǎn)應(yīng)用換撐的原理，有效利用反壓土臺(tái)的作用，同時(shí)結(jié)合工期考慮，充分縮短工期和把握關(guān)鍵路徑，以達(dá)到安全、高效的施工。

3　工程應(yīng)用

3.1施工重難點(diǎn)分析

（1）鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全，是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一，如何保證其施工質(zhì)量，對(duì)整個(gè)基坑支護(hù)及開挖的意義重大。

施工對(duì)策：打樁前，對(duì)鋼板樁逐根進(jìn)行檢查，剔除連接鎖扣處的銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁，待修整合合格后才可使用，整修后還不合格的禁用。打樁前，可在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂抹油脂，以方便鋼板樁的打入、拔出。在鋼板樁插打過程中，隨著測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，必須拔起重打。

（2）本工程采用中心島開挖的施工方法，基坑支護(hù)的工期進(jìn)度受多方面影響，如何保證總工期的順利實(shí)施，也是本工程的重難點(diǎn)之一。

施工對(duì)策：制定完善的施工組織設(shè)計(jì)、合理安排支護(hù)、結(jié)構(gòu)、土方開挖等各工序的施工，并定期召開各主要施工班組的現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)會(huì)，保證各節(jié)點(diǎn)工序按時(shí)完成。

（3）本工程挖除周邊反壓土臺(tái)時(shí)，如何出土和保證工期，是本工程難點(diǎn)之一。

施工對(duì)策：采用合理的出土順序，安排適量的機(jī)械設(shè)備和人力保證，盡最大程度的保證工期。

3.2施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)探討

（1）鋼板樁插打

鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全，是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一，如何保證其施工質(zhì)量，對(duì)整個(gè)基坑支護(hù)及開挖的意義重大。打樁前，對(duì)鋼板樁逐根進(jìn)行檢查，剔除連接鎖扣處的銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁，待修整合合格后才可使用，整修后還不合格的禁用。打樁前，可在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂抹油脂，以方便鋼板樁的打入、拔出。在鋼板樁插打過程中，隨著測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，必須拔起重打。

（2）放坡開挖

整個(gè)施工過程中需要進(jìn)行前后2次開挖，第1次降土3 m，然后預(yù)留土臺(tái)加固，中心部分降土到坑底。第二次挖除反壓土臺(tái)，進(jìn)行變撐邊挖，先撐后挖。

（3）土臺(tái)加固

本次采用中心島式開挖，在第一次降土3 m后需要留一反壓土臺(tái)，對(duì)鋼板樁進(jìn)行反壓作用。待第二次開挖時(shí)，邊撐邊挖，進(jìn)行換撐。因而，反壓土臺(tái)是進(jìn)行換撐的關(guān)鍵，也是中心島法開挖與鋼板樁結(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn)。

（4）內(nèi)支撐系統(tǒng)

在施工反壓土臺(tái)后，要進(jìn)行內(nèi)支撐系統(tǒng)施工，要利用鋼板樁與中心島的主體進(jìn)行對(duì)撐，內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工成為關(guān)鍵的一個(gè)步驟，并且對(duì)內(nèi)支撐系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測(cè)。

3.3工程施工效果

（1）鋼板樁擋土、止水效果

本工程項(xiàng)目鋼板樁擋土、止水效果良好，見圖2。

圖2　該項(xiàng)目鋼板樁示意圖

（2）鋼板樁安全性

通過相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，整個(gè)鋼板樁工程是安全的，達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)和施工要求，見表1。

4　結(jié)語

通過中心島式開挖和靜壓鋼板樁技術(shù)在廣州市市政院辦公樓的應(yīng)用，我們可以看到，靜壓鋼板樁技術(shù)既發(fā)揮了無噪音、無振動(dòng)的技術(shù)特點(diǎn)，又利用中心島式開挖的特點(diǎn)，很好地解決了鋼板樁在深基坑中的應(yīng)用限制，從而為類似工程施工的應(yīng)用研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

TU47

B

1009-7716（2016）04-0140-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.044

2015-12-23

王志剛（1984-），男，湖南衡陽人，工程師，從事巖土工程勘察與設(shè)計(jì)工作。