陸小利

【摘 要】科學(xué)技術(shù)伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，隨著建設(shè)領(lǐng)域規(guī)模的不斷擴(kuò)大，深基坑施工技術(shù)在不斷的完善，其技術(shù)研究的意義無論是在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上對建筑施工都有著舉足輕重的作用，而鋼板樁施工又是深基坑支護(hù)技術(shù)最為常見技術(shù)之一。它在深基坑施工中發(fā)揮的作用難以替代，特別是針對特殊地層其施工技術(shù)值得探討研究。下面以鄭萬項(xiàng)目北汝河特大橋富水砂卵地層深基坑鋼板樁施工為例進(jìn)行總結(jié)，希望對類似工程施工者能提供一定幫助。

【關(guān)鍵詞】富水；砂卵地層；鋼板樁；施工技術(shù)

1 工程概況

北汝河特大橋位于河南平頂山境內(nèi)，根據(jù)鉆探揭露，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料對比分析，橋址區(qū)內(nèi)地層較復(fù)雜，按其成因和時(shí)代分類主要有：第四系新近人工填土層（Q4m1）；第四系上更新統(tǒng)（Q3a1+p1）沖洪積形成的黏性土、砂類土及圓礫土，巖性層理規(guī)律較強(qiáng)；下伏基巖為第三紀(jì)（N1）泥質(zhì)砂巖、含礫砂巖和泥灰?guī)r。橋址區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)為松軟土，地層中粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、細(xì)砂全線分布普遍，結(jié)構(gòu)松軟，壓縮性高、強(qiáng)度低，工程特性差，易產(chǎn)生過大，不均勻的沉降。橋址區(qū)地表水主要為北汝河河水，及支流河水、溝渠水等；地下水主要為第四系孔隙潛水和弱承壓水，主要受地表河流及大氣降水補(bǔ)給，地表、地下水互為補(bǔ)給并接收大氣降水，水量隨季節(jié)變化，勘測時(shí)期地下水埋深約為0.5-26m。北汝河干流每年7-9月為汛期，橋址控制流域匯水面積F=4800Km2，Q1%=9350m3/s，H1%=101.92m，V1%=2.1m/s。石河橋址控制流域匯水面積F=237.8Km2，Q1%=1290 m3/s，H1%=106.36m，V1%=3.18m/s。

2 支護(hù)方案的確定

根據(jù)地質(zhì)條件，結(jié)合工期進(jìn)度，選取鋼板樁支護(hù)方案，深基坑開挖采用Ⅳ型拉森鋼板樁（B=400mm，H=125mm，t=13mm）支護(hù)。鋼板樁采用履帶式液壓挖土機(jī)的液壓振錘的錘機(jī)施打，開挖深度3.8m～5.0m，結(jié)合開挖深度及部分基坑周邊有堆載等情況，采用一道固定內(nèi)支撐并在基坑底部加設(shè)一道臨時(shí)支撐，對基坑底部進(jìn)行混凝土封底施工。圍檁采用雙拼200×200mmH型鋼圍檁，八字形斜撐。

3 施工工藝流程

主要工藝流程見圖1；

鋼板樁施工主要工藝介紹：

3.1 鋼板樁處理

鋼板樁施工前應(yīng)檢查鋼板樁質(zhì)量，是否扭曲、變形以及有無缺損，不合格的鋼板樁禁止使用。

3.2 場地平整

測量定位前應(yīng)平整場地，保證樁位準(zhǔn)確放樣和施工機(jī)械正常作業(yè)。

3.3 測量定位

按設(shè)計(jì)尺寸準(zhǔn)確測量鋼板樁的插打位置，并灑出輪廓線，以便插打時(shí)準(zhǔn)確定位。

3.4 鋼板樁插打

鋼板樁采用逐片插打逐漸糾偏直至合攏，插打時(shí)利用挖掘機(jī)或吊車附帶鋼絲繩吊起后，液壓振動(dòng)捶夾板夾住鋼板樁到位，按要求沿承臺四周每邊外放1.2m要求，振動(dòng)錘邊振動(dòng)邊插打。為了確保插打位置準(zhǔn)確，第一片鋼板樁要從兩個(gè)互相垂直的方向同時(shí)控制，確保其垂直度在1%內(nèi)，然后以此為基礎(chǔ)向兩邊插打?？紤]到水位高的因素，轉(zhuǎn)交處使用特制角樁插打，整個(gè)承臺鋼板樁形成一個(gè)整體，達(dá)到安全止水的最佳效果。

3.5 鋼支撐結(jié)構(gòu)形式

為了確?；娱_挖及鋼板樁安全可靠，鋼板樁支撐尤為重要。沉樁完畢后，基坑小于5m的深基坑距鋼板樁頂向下1.5m位置處放出橫梁安裝標(biāo)高位置，焊接2cm厚鋼板牛腿12個(gè)，四周每邊3個(gè)；其次，四周焊接鋼板牛腿完成后，安裝I36工字鋼做內(nèi)部圍檁，在順橋采用I36工字鋼進(jìn)行對向支撐，圍檁四角用I36工字鋼焊八字形對撐。對于>5m的深基坑在基坑底部安裝鋼立柱進(jìn)行臨時(shí)支撐，并在基坑底部用混凝土進(jìn)行封底，待封層砼達(dá)到75%強(qiáng)度后拆除臨時(shí)支撐鋼柱，進(jìn)行承臺施工。

3.6 拔除鋼板樁

基礎(chǔ)施工完畢后，抽干基坑積水，用干粘土回填基坑，采取分層夯實(shí)填至基礎(chǔ)頂，待回填沉降穩(wěn)定后，采用打樁機(jī)依次拔除鋼板樁并及時(shí)用細(xì)砂填塞縫隙。鋼板樁采用逐片插打逐漸糾偏直至合攏，插打時(shí)利用挖掘機(jī)或吊車附帶鋼絲繩吊起后，液壓振動(dòng)捶夾板夾住鋼板樁到位，按要求沿承臺四周每邊外放1.2m要求，振動(dòng)錘邊振動(dòng)邊插打。為了確保插打位置準(zhǔn)確，第一片鋼板樁要從兩個(gè)互相垂直的方向同時(shí)控制，確保其垂直度在1%內(nèi)，然后以此為基礎(chǔ)向兩邊插打?？紤]到水位高的因素，轉(zhuǎn)交處使用特制角樁插打，整個(gè)承臺鋼板樁形成一個(gè)整體，達(dá)到安全止水的最佳效果。

3.7 施工注意事項(xiàng)

（1）施工中設(shè)專職安全員全過程旁站，隨時(shí)檢查無異常情況后方準(zhǔn)下基坑操作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通知通知現(xiàn)場人員撤離；

（2）施工作業(yè)時(shí)，機(jī)械設(shè)備需安全穩(wěn)固，且機(jī)械作業(yè)范圍、材料堆放、施工人員不得侵入道路內(nèi)；

（3）鋼板樁拔除時(shí)，基坑及機(jī)械作業(yè)范圍內(nèi)不得站人。

4 受力計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的地勘報(bào)告，按照地質(zhì)情況選擇土體的相關(guān)參數(shù)，其土的重度加權(quán)平均值為γ=18.8KN/m3，內(nèi)摩擦角φ=32°，開挖深度按5m及最大開挖深度6.9m單獨(dú)計(jì)算，地面荷載取q0=20KN/m2（綜合考慮施工車輛及材料、物資堆放等），支點(diǎn)距地面距離ha=1 m，根據(jù)《建筑施工計(jì)算手冊》第二章基坑支護(hù)工程，依本工程實(shí)際特點(diǎn)，采用Ⅳ型拉森鋼板樁，單層支撐板樁墻計(jì)算。拉森Ⅳ型鋼板樁 W=2034cm3，[f]=200MPa

4.1 開挖深度按最不利5m為例計(jì)算作用在板樁上的土壓力強(qiáng)度（壓力圖見圖2）

Ⅳ型鋼板樁能滿足要求。

4.2 根據(jù)地質(zhì)資料，由于該部位為富水地段在計(jì)算是需要考慮基坑底部的隆起、基坑底管涌驗(yàn)算、坑底滲水量計(jì)算。

（1）基坑底部的隆起驗(yàn)算

考慮地基土質(zhì)均勻，依據(jù)地質(zhì)勘察資料，其土體力學(xué)指標(biāo)如下：

r=19 KN/m3，c=21.1Kpa，q=20KN/m2

由抗隆起安全系數(shù)K=2πC/（q+rh）≥1.2

則：h≤（2πC-1.2q）/1.2r

≤（2*3.14*21.1-1.2*20）/1.2*19

≤4.8m

即鋼板樁周圍土體不超過4.8m時(shí)，地基土穩(wěn)定，不會發(fā)生隆起。實(shí)際施工中，盡量減小坑沿堆載，同時(shí)適當(dāng)降低板樁側(cè)土體高度，以避免基坑底部的隆起。

（2）基坑底管涌驗(yàn)算

根據(jù)不發(fā)生管涌條件：

K=（h'+2t）r'/ h'rw≥1.5

r'=rs-rw=18.8-10.0=8.8KN/m3，t=4.0m h'=8.0m rw=10.0 KN/m3

則K=（（8+2*4）*8.8）/8*10

=1.76>1.5

即當(dāng)鋼板樁入土深度超過4m時(shí)，目前采用鋼板樁最大開挖深度為5m，選用9m的鋼板樁，最小入土深度超過4m，不會發(fā)生管涌。

（3）坑底滲水量計(jì)算：

Q=K*A*ι= K*A* h'/（ h'+2t）

根據(jù)地質(zhì)資料，土的綜合滲透系數(shù)取0.08m/d

則Q=（0.08*17*9.3*6.9）/（6.9+2*5）

=5.16m3

根據(jù)其滲水量的大小，為到達(dá)較好的降水效果利于承臺施工，在承臺外側(cè)與鋼板樁之間設(shè)置4個(gè)集水井。

5 結(jié)語

上面是針對富水砂卵地層深基坑鋼板樁施工實(shí)例，充分結(jié)合特殊地質(zhì)情況，采用鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，在施工過程中需要加強(qiáng)位移觀測，從而進(jìn)一步達(dá)到安全施工的目的，希望利用鋼板樁自身的特點(diǎn)，將鋼板樁作為一種較成熟的施工支護(hù)形式，能利用到有同類型施工環(huán)境的深基坑支護(hù)施工項(xiàng)目中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]江正榮.《建筑施工計(jì)算手冊（第2版）》.中國建筑工業(yè)出版社.2007.7.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]