駱樹勇

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東濟寧 272100;2.山東省華魯工程總公司,山東濟寧 272100)

0 引言

隨著社會的進步和科技的發(fā)展,城市中建筑施工的地上施工空間越來越小,而地下施工卻越來越多、越來越深,基坑支護也就愈發(fā)重要?；又ёo的方案、方法繁多,如放坡、水泥擋土墻支護,地下連續(xù)墻支護,噴錨支護,鋼板樁支護等。本文以濟寧四和供熱有限公司熱源替換項目嘉祥段呈祥大道頂管工作井基坑支護與降水工程為例,介紹了鋼板樁在基坑支護施工中的應(yīng)用。

1 工程概況

1.1 項目概述

本工程為濟寧四和供熱有限公司熱源替換項目嘉祥段呈祥大道頂管工作井基坑支護與降水工程,工程管道部分采用明挖直埋方式,其中需要穿越路口,需采用頂管施工工藝。

1.2 基坑周邊環(huán)境

工作井、接收井選址為呈祥大道和嘉賓路交口處,工作井在呈祥大道北側(cè),接收井在呈祥大道南側(cè),兩井均在嘉賓路的東側(cè),周邊有地下管線設(shè)施,兩條路均通行,車輛、人員較多,環(huán)境較為復(fù)雜。

1.3 地形、地貌及地下水

該場區(qū)總體上地形平坦,地貌類型單一,為河流沖洪積平原。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料可知,場區(qū)內(nèi)及附近無活動斷裂構(gòu)造、采空區(qū)、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用,屬穩(wěn)定場地。

根據(jù)勘察報告,目前水位埋深約為5.5 m,水位標(biāo)高30.20～33.50 m。

1.4 主要地層劃分及其物理力學(xué)性質(zhì)

場區(qū)土層主要為第四系沖洪積堆積物,依據(jù)鉆探揭露和野外勘察資料,可將場區(qū)土層劃分為7層,自上而下的揭露順序及土層描述詳見表1。

表1 土層描述Table 1 Description of soil layer

2 基坑設(shè)計方案

2.1 施工附加荷載控制

臨近基坑坡頂(一般為基坑兩倍開挖深度范圍內(nèi))應(yīng)嚴(yán)格控制施工荷載,基坑頂邊以外2 m 內(nèi)嚴(yán)禁堆載,實際荷載不應(yīng)超過設(shè)計限定值40 kPa。

2.2 坡頂硬化

基坑坡頂?shù)孛鎽?yīng)結(jié)合土建施工要求進行硬化,并設(shè)置截水磚墻及坑頂排水溝,以防止基坑外地表水排入基坑。

2.3 基坑開挖深度

本次設(shè)計基坑擬開挖深度約為9.9 m。

2.4 基坑安全等級與使用期限

本工程基坑側(cè)壁安全等級均劃分為二級,基坑設(shè)計使用期限為該基坑支護完成之日起12個月。

2.5 支護結(jié)構(gòu)方案選型

方案一,鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕?；舆呴L約34 m,直徑600 mm 灌注樁樁長15 m,約需要29根,直徑500 mm 水泥攪拌樁約需要227根。灌注樁造價1500元/m3,需要約20萬元;水泥攪拌樁造價80元/m,需要約28萬元,總計需要約48萬元。施工需要10 d,凝固期需要28 d,開挖需要3 d,周期需要42 d。

方案二,鋼板樁+圍檁支撐?；舆呴L34 m,拉森鋼板樁寬0.4 m,需要鋼板樁85根,拉森鋼板樁租賃費1500元/噸,單位質(zhì)量75 kg/m,需要約15萬元;圍檁支撐需要26 t,租賃費1500元/噸,約3.9萬元,總計需要18.9萬元。施工加開挖需要20 d。

由于工期緊任務(wù)重,本著經(jīng)濟、合理、安全可靠的原則,根據(jù)基坑開挖深度,結(jié)合基坑周邊環(huán)境,設(shè)計采用鋼板樁、內(nèi)支撐支護形式?；娱L9.0 m,寬8.0 m,深9.9 m,選用鋼板樁每根長15 m,埋深5.8 m,單位質(zhì)量75 kg/m,截面模量W=2200 cm3,詳見表2。

表2 鋼板樁描述Table 2 Description of steel sheet pile

鋼板樁施工順序為:施工鋼板樁,而后分層開挖,開挖第一皮至2.3 m 做第一道圍檁支撐,開挖第二皮至5.8 m 處,進行第二道圍檁支撐,開挖第三皮土體至基坑底部。回填時反之,回填至6 m 處時拆除第二道圍檁,回填至3 m 處時拆除第一道圍檁,拔除鋼板樁至結(jié)束,見表3。

表3 鋼板樁施工順序Table 3 Construction sequence of steel sheet pile

3 施工準(zhǔn)備

(1)熟悉圖紙設(shè)計要求及規(guī)范要求。

(2)材料進場,查看鋼板樁的外觀情況,檢查是否有表面缺陷以及長度、寬度、高度、厚度平直度和鎖口形狀等。如有變形,需要整平,鎖口位置要清理干凈并涂抹潤滑脂。

(3)進場ZX490LCH 打拔樁機一臺,打拔樁機通過高頻振動樁體,導(dǎo)致樁體周圍土質(zhì)結(jié)構(gòu)因振動發(fā)生變化,強度降低,并使周圍土質(zhì)液化,從而減少樁體與土層的摩擦阻力,然后靠樁機給向下的荷載與樁體自重將其沉入土中。打拔樁機移動靈活就位方便,施工穩(wěn)定效率高。

4 鋼板樁施工

主要施工流程:基線確定→樁定位→施工鋼板樁→頂管施工→拔除鋼板樁。

4.1 基線確定及樁定位

施工員定出軸線,并留出足夠的施工面。做出鋼板樁的位置,灑出灰線或掛好施工線。

4.2 施工鋼板樁

使用打拔機吊起一根樁,沿施工線把樁打入至設(shè)計深度后,再打入下一根,直至整個基坑結(jié)束。在基坑轉(zhuǎn)角處需要打入角樁,做好連接,避免發(fā)生漏水現(xiàn)象。

若施工中打樁困難,可以先進行引孔,即使用螺旋鉆先在樁位上把土掏出,然后再施工鋼板樁。

全部鋼板樁施工完畢后,開挖第一皮土體,結(jié)束后,施焊牛腿,把圍檁架設(shè)在牛腿上,并施焊牢固,然后在施焊斜撐;全部結(jié)束后,在挖第二皮土體,然后焊牛腿、斜撐;開挖第三皮土體,直至基坑全部開挖。施工墊層、閥板、做后背墻、前墻、留頂管口(圖1)。

圖1 基坑施工后Fig.1 Foundation pit after construction

4.3 鋼板樁的拔除

基坑回填后,需要拔除鋼板樁,進行回收工作。在拔除時,打拔機先夾住鋼板樁振動1～2 min,然后緩慢拔出,如果無法順利拔出,可以先向下打入一段,再向上拔起,重復(fù)幾次基本可以拔出鋼板樁。在拔出鋼板樁后,留下的空洞需要使用中粗砂進行回填,以防出現(xiàn)坍塌,危及管道安全。

5 結(jié)語

采用鋼板樁支護,施工噪音小,揚塵高度低,揚塵量少,對周邊環(huán)境影響較小,適合于周邊為商住樓的環(huán)境施工。鋼板樁施工簡單,施工速度快,利于控制質(zhì)量和工期。鋼板樁可以進行租賃使用,能夠節(jié)省資源和工程費用。通過此次施工案例可見,鋼板樁進行支護是成功的,具有顯著的經(jīng)濟效益,是一種值得推廣應(yīng)用的支護方法。