钢板桩支护在曹妃甸油库雨污水池施工中的应用

鲍志平，张建文，李 勇

冀东油田陆上油田作业区，河北唐山 063200

钢板桩支护在曹妃甸油库雨污水池施工中的应用

鲍志平，张建文，李 勇

冀东油田陆上油田作业区，河北唐山 063200

在油田场站、库区地下结构施工中，深、大基坑施工难度主要体现在区域土方支护、区域整体降水、土方大开挖、土方及材料的倒运等施工工序上。钢板桩支护的施工方法降低了深、大基坑土方支护作业的安全风险，具有安全性高、施工便捷、缩短工期的特点。结合曹妃甸油库雨污水池施工时的深、大基坑作业，在简要介绍工程概况、施工区域情况的基础上，较为详细地论述了施工平面布置、钢板桩选型、钢板桩施工工序、钢板桩及支护施工技术要求、基坑降水、工程效益分析等内容。工程实践表明，该工艺在降低深、大基坑土方支护作业的安全风险上效果明显，施工过程中若辅以降水，则可进一步提高临海码头深基坑的开挖效果。

深基坑；土方支护；安全风险；钢板桩支护；基坑降水

1 工程概况

曹妃甸油库施工时，现场需建造雨污水池一座。水池为钢筋混凝土结构，长60m、宽60m、高6.2 m，其中地上部分0.7m，地下部分5.5m，水池内部容高3.5m。水池下方有高1.5m的C20配重混凝土，水池底板为高0.5m的C40抗渗混凝土。水池断面结构见图1。

2 施工区域情况

（1）地质情况。根据《工程勘察报告》，雨污水池施工区域地质情况见图2。

（2）地下水位情况。雨污水池施工区域濒临海边，距海边1.0km左右，海水涨潮时0.7km左右，地下水位受海潮影响较大。根据当地水文资料，以施工区域场坪为基准，地下水位变化范围为-2.09～-0.54m，平均水位约为-1.5m。

图1 水池断面结构示意

3 施工平面布置和钢板桩选型

3.1 施工平面布置

雨污水池钢板桩支护及降水井设置施工平面布置见图3。

图2 施工区域地质情况

图3 钢板桩支护及降水井设置施工平面布置

3.2 钢板桩选型

依据施工区域的地勘报告和施工图中的基坑深度及尺寸，按JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》选用Ⅳ型拉森钢板桩[1]，钢板桩规格为400mm ×170mm×15.5mm，材质Q235-B，长度12 m。打拔桩机由2台挖掘机（KAT01250）加振动锤改装而成，振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型，激振力200 kN，钢板桩选型参数见表1。施工区域断面及土层参数见图4。

表1 钢板桩选型参数

图4 施工区域断面及土层参数/m

4 钢板桩施工

4.1 施工工序

钢板桩施工工序：测量放线→开挖区域表层1.3m冲填土剥离→钢板桩进场、吊装及摆放→打桩定位→钢板桩及支护施工→施工区域防护网围护→地上排水管网施工→基坑开挖→简易沉井安装→安装钢板桩加固横梁→打加固横梁支护桩→分层进行基槽开挖及坡道施工→基坑底部排水系统施工→基槽修型、验槽→地基处理（0.5～0.8m毛石+级配碎石找平）→雨污水池主体施工→降水、排水系统拆除→回填土→加固横梁支护桩拔除、加固横梁拆除、钢板桩拔除→钢板桩清理、打捆、装车、撤场→场地平整。

4.2 钢板桩及支护施工技术要求

雨污水池平面尺寸为60m×60m，底部承台每边大出壁板1.2m，预留支模作业空间约1m，降水井、导流槽占宽2m，支护桩（梁）占宽1m，所以钢板桩围设的区域为71m×71m左右，安全坡道长10m。

采用单根打入法插打钢板桩[2]。相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过2%，桩顶标高低于自然地面不小于200mm。

对距离堤坡及已有建筑物近的位置，单根钢板桩打桩持续时间应小于20min，打桩的顺序首先从据建筑物最近点附近开始，工程施工过程中应加强施工检测，为钢板桩施工及工程验收提供依据。

钢板桩打完后，使用挖掘机在钢板桩内侧挖设沟槽，深度为-1.5m（自然地坪）。采用H200型钢焊托座（单个托座长度为250mm），相邻2个托座间距为2 m，然后横向布设H200型钢横梁，每2根横梁连接处使用备板（16mm钢板）焊接。

横梁安装完毕后使用桩机在其内侧打45C型工字钢（长12m），桩头高度为高出横梁500mm，相邻2根桩的间隔为1 m。

在雨污水池的东北角（向北）和东南角（向东）预留出3 m宽区域不打钢板桩，只安装横梁，预留出安全通道位置，在安全通道两侧打钢板桩，每侧长度为10m。

钢板桩外围1.5m处使用架子管设置围挡，在其上拉设防护网并悬挂警示标语及警示灯。

4.3 基坑降水

在基坑开挖及池底毛石铺垫完成后，池底每侧均匀布设4个排水井点（共16个），井点规格为准1 500mm、深1.5 m，使用水泥和青砖垒砌，内部抹面。基础四周铺设导流管（为DN400的PVC管，管上均匀打准20mm的孔，管壁外用120～180目尼龙布包裹），引入排水井点。

集水汇管四周100mm范围内回填碎石，管顶埋深低于基坑垫层底部0.1 m。在级配碎石下部布设3～5 m网格式导流管（为DN200的PVC管，管上均匀打准20mm的孔，管壁外用120～180目尼龙布包裹），同样直接引入排水井点，或通过四周导流管引入排水井点。

每处井点安装1台4 in（1 in=25.4mm）潜水泵，将水直接外排到池子西侧围墙外的排水沟内。为保证施工顺利，设专人24 h轮值监护，水位上来以后启动排水。

为防止停电情况，现场备用1台150 kW的柴油发电机。为防止出现机械故障，现场备用4台4 in潜水泵。

5 效益分析

钢板桩支护施工可以大幅提升施工安全系数，减少施工作业面积，降低施工难度，同时缩短施工工期。以该深基坑施工为例，对比分析采用混凝土抗拔管桩+正常基坑、加大放坡系数+挂网喷混凝土护坡、大面积阶梯式土方开挖及止水帷幕施工方法进行施工的经济效益，可得出采用本工法至少可节省工程费用36万元。

6 结束语

无放坡+钢板桩支护工艺在曹妃甸油库雨污水池施工中的具体应用表明，该工艺在降低深、大基坑土方支护作业的安全风险上效果明显；施工过程中若辅以降水，则可进一步提高临海码头深基坑的开挖效果。该工程实例为地下土质差、现场施工作业面小、工期紧的油田场站、库区地下结构的深、大基坑施工提供了有益的经验。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2]QB-J010404-2004，钢板桩支护工程施工工艺标准[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

鲍志平（1976-），男，湖北鄂州人，高级工程师，2000年毕业于大庆石油学院建筑工程专业，现从事石油地面建设施工现场管理工作。Email：574721671@qq.com

2017-04-16

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.04.013