治理黑臭水體施工中鋼板樁支護的細部問題探討

付小燕

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

0 前言

黃厝圍溝是汕頭市重點整治黑臭水體的最長的一條溝渠，大部分渠段位于城區(qū)，沿途流經(jīng)城中村、學(xué)校、幼兒園、菜市場等人流密集地，并有鐵路和多條公路橫跨溝渠。為保證鐵路、公路及城區(qū)周邊建筑物及市政基礎(chǔ)設(shè)施的安全，基坑開挖必須采取安全有效的支護措施。我公司（廣東水電二局股份有限公司）在黃厝圍溝綜合整治工程中成功應(yīng)用了鋼板樁支護這項技術(shù)，現(xiàn)在就鋼板樁支護在治理老舊溝渠（河涌）幾個成功經(jīng)驗供大家分享。

一、技術(shù)選用：黃厝圍溝綜合整治工程地基為淤泥質(zhì)土，基坑開挖深度4～5米。鋼板樁支護具有施工簡便、易于操作、循環(huán)利用的特點，并具有截水的作用，在水利工程施工中大量采用。在黃厝圍溝綜合整治工程基坑開挖施工中應(yīng)用鋼板樁支護結(jié)合內(nèi)部鋼支撐使用，采用靜力壓樁法施工，減少了土層擾動和水土流失對周邊建筑物地基變形的影響。

二、施工布置：2017年11月制定與鐵路箱涵交匯的鋼板樁支護方案。過鐵路為鋼筋混凝土箱涵，箱涵是鐵路設(shè)施的一部分，其幾何尺寸：4m 寬×3m 高兩孔，新建的溝渠將與其連接，溝渠設(shè)計斷面為明渠結(jié)構(gòu)。為與鐵路箱涵有效連接，明渠在連接段增設(shè)中隔墻（W 型），為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每10m 長為一個施工單元；鋼板樁支護在明渠結(jié)構(gòu)外1m 處打設(shè)，同時兼做導(dǎo)流圍堰，在最后施工與箱涵連接單元，利用箱涵的兩孔結(jié)構(gòu)進行分期導(dǎo)流，即在中隔墻處再施打一排鋼板樁。

三、施工機械：采用履帶式振動機械手，具有振動錘機械手可以輕松吊起鋼板樁，通過振動將鋼板樁沉入，較復(fù)雜的地質(zhì)條件都可以進入施工。

四、材料：鋼板樁為拉森Ⅳ型，長度12～14 米，鎖扣結(jié)構(gòu)具有防滲水功能；本工程基坑挖深在4～5m,由于都是淤泥質(zhì)地基，鋼板樁的嵌固深度需大于其開挖后的懸臂長度的1.5-2.0 倍；在離地面0.3m 處設(shè)置圍檁，使每片鋼板樁連成一體；根據(jù)周圍環(huán)境每10m 左右設(shè)置一處水平支撐，水平內(nèi)支撐使用Φ300mm 的鋼管，為便于安裝和拆卸，內(nèi)支撐的鋼管進行開槽處理（類似“馬扣”如圖2所示）。

（圖1）

（圖2）

五、鋼板樁插打：（1）施工準備：由于鋼板樁是可以重復(fù)使用的，本工程為節(jié)約成本購進的是舊料，需細對其檢查，測量，分類，編號，同時對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長 2～3m 的短樁作通過試驗，對達不到長度的使用焊接接長方法加以整修。為保證插打過程順利，在鎖口處涂以適量的黃油。

（2）導(dǎo)框安裝與插打方法：在安裝導(dǎo)框時，先進行定位測量，導(dǎo)框采用現(xiàn)場的鋼板樁制作，固定在定位樁上，在鋼板樁上設(shè)置定位卡盤，限制鋼板樁的平面位置。鋼板樁采用單根插打，將鋼板樁運至指定位置，然后用振動錘機械手吊起鋼板樁，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，擠壓鋼板樁沉入土體中。在首條鋼板樁打入后次條鋼板樁也用同樣方法吊入就位，插入已打入的鋼板樁鎖口中。鋼板樁在淤泥質(zhì)地段擠進過程中，受到淤泥中塊石或其它不明障礙物等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔 1.0～2.0m，再往下靜壓，如此上下往復(fù)數(shù)次，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。樁頂一般高于原地面20～30cm,可以防止地表水流入基坑，

（3）開挖與支撐：鋼板樁沉樁后樁頂高出地面20cm 防止開挖施工時地表水流入基坑。基坑分層開挖，挖除表土30cm（距離鋼板樁樁頂高程約50cm）處設(shè)置圍檁（腰梁）和Φ300mm 鋼管水平內(nèi)支撐。

六、鋼板樁流水工序：鋼板樁支護以每150m 長為一施工段，槽段開挖50m一個單元，即完成3 個單元的主要工序（土方--淤泥開挖、基礎(chǔ)處理--木樁、基礎(chǔ)墊層、鋼筋制安、基礎(chǔ)塊混凝土、側(cè)墻混凝土、排污管安裝、墻背回填），按流水作業(yè)完成3 個單元的主要工序需要30～35 天，一般在側(cè)墻混凝土澆筑后10 天，完成墻背回填后就可以拔出鋼板樁，移至下一施工段。

七、基坑監(jiān)測：基坑開挖深度接近5m，所經(jīng)地段有幼兒園、菜市場等人員密集的重要場地，還有與正在運行的鐵路路基交匯，基坑監(jiān)測是必不可少的。監(jiān)測點一般布置在鋼板樁圍護墻的圍檁上，每20m 設(shè)一個，重點監(jiān)測水平位移和沉降，兩側(cè)均要布置，重點區(qū)域加密監(jiān)測點。監(jiān)測點設(shè)置在其建筑物上，主要監(jiān)測內(nèi)支撐的變形，鋼板樁的變形，基坑出水量，抽水深度的控制等。施工過程受力情況在不斷變化，將充分考慮各種可能出現(xiàn)的受力變形，確定所有可能的不確定性因素，保證施工過程的安全。

八、經(jīng)濟效益對比：鋼板樁支護使用的拉森Ⅳ型鋼板樁，按合同價，使用1個月內(nèi)的單價為550 元/噸，包括施打（安裝）、加固支護、拔出運輸?shù)妊h(huán)工序，渠道每延米需3.36 噸，每延米的支護費用為1848 元。而使用其他支護工藝最經(jīng)濟的水泥攪拌樁至少2240/延米。鋼板樁的剛度要優(yōu)于水泥攪拌樁，防水防滲性能相差無幾，鋼板樁施工工期短，施工簡單。水泥攪拌樁不但工期長，施工設(shè)備大型笨重，城區(qū)施工場地狹小不利于攪拌樁機進場施工，所以使用鋼板樁支護是最為經(jīng)濟的。

九、其他參數(shù)：鋼板樁施工中，打設(shè)的允許誤差一般為：樁頂標高偏差± 50mm，鋼板樁垂直度偏差為1%。在打設(shè)過程中，監(jiān)測是否在允許誤差范圍內(nèi)，超出時及時糾正調(diào)整。在鋼板樁施打完成，馬上開始內(nèi)支撐的施工。

十、總結(jié)：黃厝圍溝整治工程共需要進行鋼板樁支護的渠段長度，長達4km基礎(chǔ)開挖，分成兩個工區(qū)分別施工。在城中村施工時征地問題極為突出，施工阻力大，經(jīng)常是拆遷問題一落實，馬上進行鋼板樁施打。鋼板樁支護不但保護了新建工程，更重要的是保護了渠道兩側(cè)居民樓的安全。經(jīng)過近3年的施工，主體工程基本完成，渠道邊的建筑物沒有因施工造成的坍塌和變形。由于不用放坡開挖，減少了大量的土方（淤泥）開挖，大大節(jié)省了施工成本?，F(xiàn)在黃厝圍溝已具備通水條件，從下埔橋閘上游的西旁閘引入的新津河水以8～10 個流量流過水渠，各監(jiān)測點的水質(zhì)監(jiān)測指標顯示達到2 類水標準，黑臭水體的治理成效明顯。