钢板桩在城市沿河地段深基坑支护中的应用

刘 亚 明

(太原市市政建设开发中心，山西 太原 030012)

钢板桩在城市沿河地段深基坑支护中的应用

刘 亚 明

(太原市市政建设开发中心，山西 太原 030012)

以太原市南沙河快速化改造工程隧道基坑支护为背景，通过分析工程的地质水文条件，对钢板桩在城市沿河地段深基坑支护中的施工方案、流程及遇到问题的解决方法进行了论述，并给出了施工的质量和安全控制措施，达到了支护体系稳定可靠的效果。

城市沿河地段，深基坑，支护，钢板桩

1 工程概况

太原市南沙河快速化改造施工一标段，线路全长3.2 km，该段西起滨河东路，东至并州北路西侧160 m，沿线依次与滨河东路、双塔西街、新建路、解放路、青年路和双塔街相交，其中下穿双塔西街、新建路和解放路，上跨青年路和双塔街。其中在解放路至青年路段，设计有一段隧道工程，南北岸长度分别约为450 m。

隧道结构为现浇箱体，为单箱单室断面形式，设计开挖方式为明挖，开挖最大深度约为9.2 m。

2 工程地质水文条件

1)地形、地貌与工程地质分区。拟建各通道场地从大的地貌上看属于平坦的冲洪积平原，微地貌属于南沙河河床。工程地质分区属于太原盆地次稳定工程地质亚区。2)场地岩土构成与工程特点。根据勘探揭露地层情况，场地土在勘探深度范围内主要由第四系全新统晚期至早期沉积的粉土与砂类土等构成，未揭露有湿陷性粉土、膨胀土以及软土等特殊性岩土。3)地下水。地下水类型为孔隙潜水与微承压水的混合水，主要接受现状南沙河河道中常年的流水竖向补给和侧向补给，地下水位随季节的变化幅度不大，静止水位7.1 m～9.4 m,标高在780.58 m～784.01 m。

3 施工特点及难点

1)结构边界线至南沙河河堤的距离短，施工空间小。本工程结构边界线至河堤的距离，设计文件中大部分段落控制在3 m左右，局部有大于或者小于3 m的段落。

2)隧道施工段落内南沙河为悬河，施工安全风险大。本工程隧道段位于市中心，两侧现有居民楼、公园、农贸市场等民用建筑较多，位于太原市迎泽区，临近南沙河，地下水位高，基坑施工段落大部分位于悬河，安全隐患大，居民区地面标高低于现有河床标高，最大高差约1.5 m，河道沿线有迎泽公园泵站，汛期河水上涨，给基坑施工过程带来巨大的防洪压力,所以位于悬河边的深基坑支护变得非常重要。

4 钢板桩施工方案的优化

因本工程一侧紧挨河道，一侧靠近居民区，基坑安全等级定为一级，根据水位、地质和环境条件，考虑各种支护适用条件、安全性、经济性、环境影响和进度等因素，基坑支护确定为钢板桩支护，基坑降水采用集水明排。经过专家论证后的方案如下：

首先在距基坑边60 cm处打设12 m长的拉森Ⅳ型钢板桩，作为第一排河堤支护桩并起隔水作用，纵向紧密排列；下挖4 m后，距离首排钢板桩0.6 m处再打设一排12 m长的Ⅰ40a钢板桩，作为第二排河堤支护桩，纵向紧密排列；靠近施工便道及居民区侧打设一排12 m长的Ⅰ40a钢板桩，作为该侧边坡支护桩，纵向紧密排列。但在首件工程施工后，钢板桩出现较大偏移，最大水平偏移为0.5 m,拉森桩向基坑内侧倾斜带动Ⅰ40a工字钢偏移。后经专家现场察看，提出优化方案：在河堤坡脚处，增设一排Ⅰ40a工字钢，抑制滑动体的继续发展。

通过计算结果显示在河堤坡脚处增加的钢板桩，能分担基坑边坡土侧压力46.7%的荷载，基坑支护体系得到加强，能有效抑制河堤的滑移。

经过现场实际验证，该方案切实可行，支护体系稳定。

5 钢板桩施工流程

根据图纸及高程测量组放出结构边线，现场人员根据施工情况，预留出工作面，确定打桩位置→挖机顺着打桩位置挖槽，探出下面是否有硬物，无硬物方可打桩，用白灰撒出打桩边线→挖出打桩导向槽→修整出打桩机行走平台→打桩→挖土→箱体结构施工→回填→拔桩。

6 质量控制要点

1)每一段基坑打设钢板桩前，沿基坑纵向两边各延长搭设10 m～15 m，保证基坑开挖时，基坑纵向土体不受影响。

2)在侧墙施工完成后拔除钢板桩时，拔除段落长度不能过长，防止未开挖段落的基坑河堤受影响。

3)钢板桩连接锁口锈蚀、变形，致使板桩不能顺利沿着锁口打下。应在打桩前对板桩逐根检查，有锈蚀或变形的及时调整，还可在锁口内涂以油脂，以减少阻力。

4)钢板桩沉桩时第一根桩的施工较为重要，应该保证在水平向和竖直向平面内的垂直度，同时注意后沉的钢板桩应与先沉入桩的锁口可靠连接。

7 安全控制要点

1)编制完善的防洪防汛应急预案，做好应急预案的交底和演练，使相关责任人明确应急事件发生时各自的责任和工作内容，并通过演练使应急人员熟悉应急事件处理流程。2)及时掌握天气预报，根据天气情况进行施工，避免在大雨、暴雨或大风过境时施工。3)雨量较大时，对基坑边坡采取遮盖措施。4)每个工点准备两台挖机，以备下雨抢险。5)每个工点基坑挖出来的渣土不外运，堆在附近，以便下雨之前砂袋装土防汛。6)准备备用发电机，防止雨期停电不能抽水。7)及时清理河道内影响排洪的杂物，保证河道正常排洪。8)在河道内钢板桩的上游利用竖向工字钢和横向钢筋做围挡，防止河道内钢板桩受冲刷、支护效果变差，导致河床滑移。9)如发现河堤产生裂缝，立即采用水泥浆灌缝，防止雨水进入河堤破坏河堤。10)如洪水险情过大有溃坝的可能，在基坑内回填片石挡住河堤，加高河道内的拦水埂，并在基坑顶部堆放砂袋，防止洪水溢出堤坝进入居民区。

8 施工遇到的问题及解决方法

1)已完成顶板箱体段落，支护桩和隔水桩拔除范围过长，导致河堤滑移出现缺口，并未及时处理，造成下大雨时河水流入基坑内，增加地基处理难度。

解决方法：

a.缺口处修筑砂袋围堰，防止河水大量流入基坑。

b.后续施工严格控制钢板桩拔除范围，保证未开挖段落的支护效果和隔水效果。

2)在南沙河北岸坡脚处有电缆，该电缆不能改迁，导致坡脚处Ⅰ 40a工字钢未能按原方案施工，实际往河道方向偏移1.5 m打设，致使本排钢板桩分担荷载减少，由之前的46.7%降低到31.5%。实际施工中，河堤产生裂缝，并产生滑移，滑移最大深度达1.2 m。

解决方法：

a.和河道管理所沟通，将河堤坡脚处钢板桩往河堤方向移动1 m，从而使该排钢板桩分担了更大的荷载，由之前的46.7%提升到53.2%，有效抑制了滑动体的发展。

b.在河堤缝隙处覆盖彩条布，防止河水倒灌。

c.修筑拦水土埂，使河水不沿着河堤坡脚渗入基坑。

9 基坑支护监测

施工过程中，定时对钢板桩的偏移和沉降进行观测，进行数据的收集与整理，及时反馈给工程部和施工现场，把握现场钢板桩支护体系的实时动态。

10 结语

太原市南沙河快速化改造工程解放路—青年路隧道，通过以上方案措施的执行，支护体系稳定可靠，比计划工期提前11 d完成。

近年来钢板桩朝着宽、深、薄的方向发展，使得钢板桩截面模量和重量之比率不断提高，此外还可采用高强度钢材代替传统的低碳钢或是采用大截面模量的组合型钢板桩，这都极大地拓展了钢板桩的应用领域。钢板桩具有高强、轻型、施工快捷、环保、可循环利用等优点，在深基坑支护中的应用将越来越广。

[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] 龚晓南.地基处理手册[M].第3版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3] 刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4] JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[5] GB 50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].

[6] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[7] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

The application of steel sheet pile in deep foundation pit support in city along the river

Liu Yaming

(TaiyuanMunicipalConstructionandDevelopmentCenter,Taiyuan030012,China)

Taking the tunnel foundation pit support in Taiyuan South Shahe fast renovation project as the background, through the analysis on engineering geological and hydrological conditions discussed the construction scheme, process and the solving methods of encountered problem of steel sheet pile in city along the river area, and gave the construction quality and safety control measures, reached the effect of bearing support system stable and reliable.

city along the river area, deep foundation pit, support, steel sheet pile

2015-06-07

刘亚明(1979- )，男，工程师

1009-6825(2015)23-0043-02

TU463

A