鋼板樁支護(hù)在曹妃甸油庫雨污水池施工中的應(yīng)用

鮑志平，張建文，李 勇

冀東油田陸上油田作業(yè)區(qū)，河北唐山 063200

鋼板樁支護(hù)在曹妃甸油庫雨污水池施工中的應(yīng)用

鮑志平，張建文，李 勇

冀東油田陸上油田作業(yè)區(qū)，河北唐山 063200

在油田場站、庫區(qū)地下結(jié)構(gòu)施工中，深、大基坑施工難度主要體現(xiàn)在區(qū)域土方支護(hù)、區(qū)域整體降水、土方大開挖、土方及材料的倒運等施工工序上。鋼板樁支護(hù)的施工方法降低了深、大基坑土方支護(hù)作業(yè)的安全風(fēng)險，具有安全性高、施工便捷、縮短工期的特點。結(jié)合曹妃甸油庫雨污水池施工時的深、大基坑作業(yè)，在簡要介紹工程概況、施工區(qū)域情況的基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)地論述了施工平面布置、鋼板樁選型、鋼板樁施工工序、鋼板樁及支護(hù)施工技術(shù)要求、基坑降水、工程效益分析等內(nèi)容。工程實踐表明，該工藝在降低深、大基坑土方支護(hù)作業(yè)的安全風(fēng)險上效果明顯，施工過程中若輔以降水，則可進(jìn)一步提高臨海碼頭深基坑的開挖效果。

深基坑；土方支護(hù)；安全風(fēng)險；鋼板樁支護(hù)；基坑降水

1 工程概況

曹妃甸油庫施工時，現(xiàn)場需建造雨污水池一座。水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長60m、寬60m、高6.2 m，其中地上部分0.7m，地下部分5.5m，水池內(nèi)部容高3.5m。水池下方有高1.5m的C20配重混凝土，水池底板為高0.5m的C40抗?jié)B混凝土。水池斷面結(jié)構(gòu)見圖1。

2 施工區(qū)域情況

（1）地質(zhì)情況。根據(jù)《工程勘察報告》，雨污水池施工區(qū)域地質(zhì)情況見圖2。

（2）地下水位情況。雨污水池施工區(qū)域瀕臨海邊，距海邊1.0km左右，海水漲潮時0.7km左右，地下水位受海潮影響較大。根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料，以施工區(qū)域場坪為基準(zhǔn)，地下水位變化范圍為-2.09～-0.54m，平均水位約為-1.5m。

圖1 水池斷面結(jié)構(gòu)示意

3 施工平面布置和鋼板樁選型

3.1 施工平面布置

雨污水池鋼板樁支護(hù)及降水井設(shè)置施工平面布置見圖3。

圖2 施工區(qū)域地質(zhì)情況

圖3 鋼板樁支護(hù)及降水井設(shè)置施工平面布置

3.2 鋼板樁選型

依據(jù)施工區(qū)域的地勘報告和施工圖中的基坑深度及尺寸，按JGJ 120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》選用Ⅳ型拉森鋼板樁[1]，鋼板樁規(guī)格為400mm ×170mm×15.5mm，材質(zhì)Q235-B，長度12 m。打拔樁機(jī)由2臺挖掘機(jī)（KAT01250）加振動錘改裝而成，振動錘為日本產(chǎn)NPK-HP-7SXB型，激振力200 kN，鋼板樁選型參數(shù)見表1。施工區(qū)域斷面及土層參數(shù)見圖4。

表1 鋼板樁選型參數(shù)

圖4 施工區(qū)域斷面及土層參數(shù)/m

4 鋼板樁施工

4.1 施工工序

鋼板樁施工工序：測量放線→開挖區(qū)域表層1.3m沖填土剝離→鋼板樁進(jìn)場、吊裝及擺放→打樁定位→鋼板樁及支護(hù)施工→施工區(qū)域防護(hù)網(wǎng)圍護(hù)→地上排水管網(wǎng)施工→基坑開挖→簡易沉井安裝→安裝鋼板樁加固橫梁→打加固橫梁支護(hù)樁→分層進(jìn)行基槽開挖及坡道施工→基坑底部排水系統(tǒng)施工→基槽修型、驗槽→地基處理（0.5～0.8m毛石+級配碎石找平）→雨污水池主體施工→降水、排水系統(tǒng)拆除→回填土→加固橫梁支護(hù)樁拔除、加固橫梁拆除、鋼板樁拔除→鋼板樁清理、打捆、裝車、撤場→場地平整。

4.2 鋼板樁及支護(hù)施工技術(shù)要求

雨污水池平面尺寸為60m×60m，底部承臺每邊大出壁板1.2m，預(yù)留支模作業(yè)空間約1m，降水井、導(dǎo)流槽占寬2m，支護(hù)樁（梁）占寬1m，所以鋼板樁圍設(shè)的區(qū)域為71m×71m左右，安全坡道長10m。

采用單根打入法插打鋼板樁[2]。相對樁長的垂直度允許偏差一般不得超過2%，樁頂標(biāo)高低于自然地面不小于200mm。

對距離堤坡及已有建筑物近的位置，單根鋼板樁打樁持續(xù)時間應(yīng)小于20min，打樁的順序首先從據(jù)建筑物最近點附近開始，工程施工過程中應(yīng)加強(qiáng)施工檢測，為鋼板樁施工及工程驗收提供依據(jù)。

鋼板樁打完后，使用挖掘機(jī)在鋼板樁內(nèi)側(cè)挖設(shè)溝槽，深度為-1.5m（自然地坪）。采用H200型鋼焊托座（單個托座長度為250mm），相鄰2個托座間距為2 m，然后橫向布設(shè)H200型鋼橫梁，每2根橫梁連接處使用備板（16mm鋼板）焊接。

橫梁安裝完畢后使用樁機(jī)在其內(nèi)側(cè)打45C型工字鋼（長12m），樁頭高度為高出橫梁500mm，相鄰2根樁的間隔為1 m。

在雨污水池的東北角（向北）和東南角（向東）預(yù)留出3 m寬區(qū)域不打鋼板樁，只安裝橫梁，預(yù)留出安全通道位置，在安全通道兩側(cè)打鋼板樁，每側(cè)長度為10m。

鋼板樁外圍1.5m處使用架子管設(shè)置圍擋，在其上拉設(shè)防護(hù)網(wǎng)并懸掛警示標(biāo)語及警示燈。

4.3 基坑降水

在基坑開挖及池底毛石鋪墊完成后，池底每側(cè)均勻布設(shè)4個排水井點（共16個），井點規(guī)格為準(zhǔn)1 500mm、深1.5 m，使用水泥和青磚壘砌，內(nèi)部抹面?；A(chǔ)四周鋪設(shè)導(dǎo)流管（為DN400的PVC管，管上均勻打準(zhǔn)20mm的孔，管壁外用120～180目尼龍布包裹），引入排水井點。

集水匯管四周100mm范圍內(nèi)回填碎石，管頂埋深低于基坑墊層底部0.1 m。在級配碎石下部布設(shè)3～5 m網(wǎng)格式導(dǎo)流管（為DN200的PVC管，管上均勻打準(zhǔn)20mm的孔，管壁外用120～180目尼龍布包裹），同樣直接引入排水井點，或通過四周導(dǎo)流管引入排水井點。

每處井點安裝1臺4 in（1 in=25.4mm）潛水泵，將水直接外排到池子西側(cè)圍墻外的排水溝內(nèi)。為保證施工順利，設(shè)專人24 h輪值監(jiān)護(hù)，水位上來以后啟動排水。

為防止停電情況，現(xiàn)場備用1臺150 kW的柴油發(fā)電機(jī)。為防止出現(xiàn)機(jī)械故障，現(xiàn)場備用4臺4 in潛水泵。

5 效益分析

鋼板樁支護(hù)施工可以大幅提升施工安全系數(shù)，減少施工作業(yè)面積，降低施工難度，同時縮短施工工期。以該深基坑施工為例，對比分析采用混凝土抗拔管樁+正?；?、加大放坡系數(shù)+掛網(wǎng)噴混凝土護(hù)坡、大面積階梯式土方開挖及止水帷幕施工方法進(jìn)行施工的經(jīng)濟(jì)效益，可得出采用本工法至少可節(jié)省工程費用36萬元。

6 結(jié)束語

無放坡+鋼板樁支護(hù)工藝在曹妃甸油庫雨污水池施工中的具體應(yīng)用表明，該工藝在降低深、大基坑土方支護(hù)作業(yè)的安全風(fēng)險上效果明顯；施工過程中若輔以降水，則可進(jìn)一步提高臨海碼頭深基坑的開挖效果。該工程實例為地下土質(zhì)差、現(xiàn)場施工作業(yè)面小、工期緊的油田場站、庫區(qū)地下結(jié)構(gòu)的深、大基坑施工提供了有益的經(jīng)驗。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]QB-J010404-2004，鋼板樁支護(hù)工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

Application of steel sheet piles in construction of rainwater-sewage pond in Caofeidian OilDepot

BAO Zhiping，ZHANG Jianwen，LIYong
Onshore Oilfield Operation Zone of Jidong Oilfield，Tangshan 063200，China

Steel sheet piles are used in the deep and big foundation pit construction of the rainwater-sewage pond in Caofeidian Oil Depot.This paper introduces the construction project profile and the details of construction plane layout，steel sheet pile type selection，steel sheet pile construction procedure，technical requirements of steel sheet piles and supports construction，foundation pit drainage，engineering profit analysis，and so on.The project practice shows that this construction technology achieves greatly in reducing safety risk of deep foundation pit construction.It can further be used to improve excavation effect of deep foundation pit of coast dock if aided with drainage during construction.

deep foundation pit；earthwork support；safety risk；steelsheet pile；foundation pit drainage

鮑志平（1976-），男，湖北鄂州人，高級工程師，2000年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院建筑工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油地面建設(shè)施工現(xiàn)場管理工作。Email：574721671@qq.com

2017-04-16

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.04.013