吳曉輝 WU Xiao-hui；王愈飛 WANG Yu-fei；王彪 WANG Biao；李杰 LI Jie

（陜西建工集團(tuán)股份有限公司，西安 710000）

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，城市中施工的地上空間越來越小，而地下施工卻越來越多、越來越深，基坑支護(hù)也就愈發(fā)重要?；又ёo(hù)的方案、方法繁多，如放坡、水泥擋土墻支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)，噴錨支護(hù)、鋼板樁支護(hù)等。本文以粵西茂名地區(qū)某沿海項(xiàng)目基坑支護(hù)與降水工程為例，探究在地下水位埋深淺、淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)砂土較厚的臨海地帶，簡易鋼板樁的穩(wěn)定性和抗?jié)B性，進(jìn)而分析鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)在粵西沿海地區(qū)的適用性，為類似工程項(xiàng)目提供必要的參考和借鑒。

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目概述

本工程位于茂名市電白區(qū)歌美海西岸，處于歌美海西路、規(guī)劃一路、智城五路和規(guī)劃路的圍合之中，原始地貌為臨海魚塘蝦池，西高東低。因規(guī)劃一路和歌美海西路修建過程有填方路基，形成下洼，類似一個(gè)大魚塘。

1.2 基坑周邊情況

擬建場地周邊環(huán)境條件較復(fù)雜。歌美海西路、規(guī)劃一路和智城五路三面半圍合，東側(cè)鄰近歌美海西路，高程4.5-5.5m，南側(cè)為池塘等，北側(cè)距市政道路約5.0m，高程5-6m，西側(cè)距市政道路約4.0m，高程6.5m，道路路面下存在有給水、電力及通信管道，基坑內(nèi)開挖前高程2.5-3.8m，基坑內(nèi)雜填土厚0.5-1m，淤泥、淤泥質(zhì)土厚度為1.1-1.9m，基坑范圍內(nèi)局部沙層，層厚0.5-2m，地下水位高程0.5m 左右?；?xùn)|西長213m，南北長230m，面積為30500m2。

1.3 地形、地貌及地下水

擬建場地原地地貌單元屬濱海相堆積單元，地勢總體較平坦，大體上呈北高南低走勢，場地地下水主要為潛水，地下水位埋深為0.20-4.20m，地下水泄流是地下水分散排入海水等地表水體；蒸發(fā)排泄主要是潛水土面蒸發(fā)。

1.4 主要地層劃分及其物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果，該區(qū)域主要地層劃分從上至下依次為：素填土、淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)黏性土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中等風(fēng)化花崗巖，具體物理力學(xué)性質(zhì)如表1 所示。

表1 主要地層劃分及其物理力學(xué)性質(zhì)

2 支護(hù)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場實(shí)際勘察結(jié)果，擬建高層住宅及多層住宅下設(shè)一層整體地下室，地下室深度為4.5m，基坑開挖深度為5.0m，基坑側(cè)壁揭露地層分別為素填土、淤泥質(zhì)粘土、粗砂、砂質(zhì)黏性土，根據(jù)本工程基坑情況和基坑周邊環(huán)境條件，本基坑支護(hù)工程安全等級按三級考慮。

根據(jù)現(xiàn)場布置，擬建場地北側(cè)、西側(cè)鄰近市政道路，可采用樁錨支護(hù)，由于建筑外邊線距離市政道路具有足夠的施工作業(yè)距離，適合采用放坡后錨噴支護(hù)。東側(cè)鄰近歌美海，且場地東側(cè)布置有辦公區(qū)域，為保證快速施工及具有良好的止水效果，可采用鋼板樁支護(hù)，南側(cè)無建筑物且寬闊，有放坡空間，可采用放坡方式?；又ёo(hù)經(jīng)專業(yè)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)后進(jìn)行施工。

鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙如圖1，圖2 所示。

圖1 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（基坑?xùn)|側(cè)）

圖2 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（基坑北側(cè)）

3 鋼板樁施工

3.1 鋼板樁施工工藝流程

放線定位→鋼板樁準(zhǔn)備→圍檁支架安裝→鋼板樁打設(shè)→偏差糾正→拔樁。

3.2 鋼板樁施工的一般要求

①鋼板樁的位置設(shè)計(jì)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，便于基礎(chǔ)施工，需在基礎(chǔ)最突出的邊緣外留有施工作業(yè)面。

②基坑鋼板樁的平面布置形狀應(yīng)平直整齊，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，以便標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁的利用和支撐是指，各周邊尺寸盡量符合鋼板樁模數(shù)。

③整個(gè)基礎(chǔ)施工期間，在挖土、吊運(yùn)、澆筑混凝土等施工作業(yè)中，嚴(yán)禁碰撞剛板樁，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應(yīng)在支撐上擱置重物。

④拉森鋼板樁需密扣且保證開挖后入土不小于2m，保證鋼板樁順利合攏，特別是轉(zhuǎn)角處要使用轉(zhuǎn)角鋼板樁，若沒有此類樁，需做塞縫處理。

⑤鋼板樁施工完畢后，及時(shí)進(jìn)行樁體的閉水性檢查，對漏水處進(jìn)行焊接修補(bǔ)，每天派專人進(jìn)行檢查。

3.3 鋼板樁施工監(jiān)測

監(jiān)測的目的主要為：通過現(xiàn)場量測，及時(shí)掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過程中基坑位移、沉降及地下水位的動(dòng)態(tài)變化，判斷支護(hù)的穩(wěn)定程度，確保施工安全，為評判和修正初期支護(hù)參數(shù)，確定施工工藝提供主要依據(jù)。

本工程基坑支護(hù)安全等級為一級，基坑最大水平位移不允許超過30mm，位移預(yù)警值為25mm，土方開挖時(shí)每三天觀測一次，地下室底板施工完成后每五天觀測一次，遇大雨后加密監(jiān)測，并進(jìn)行24h 動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

4 鋼板樁穩(wěn)定性及滲透性計(jì)算

4.1 計(jì)算參數(shù)

基本計(jì)算參數(shù)如表2 所示。

表2 基本計(jì)算參數(shù)

荷載參數(shù)如表3 所示。

表3 荷載計(jì)算參數(shù)

4.2 嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算

土壓力分布示意圖如圖3 所示。

圖3 土壓力分布圖

嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算公式如式（1）所示。

其中，Epk——被動(dòng)土壓力合力；

Eak——主動(dòng)土壓力合力；

aal——主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)；

apl——被動(dòng)土壓力合理作用點(diǎn)。

求得，Epkapl/（Eakaal）=1.509≥Ke=1.2，滿足要求。

4.3 整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算

整體滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算公式如（2）所示。

其中，bj——第j 土條的寬度（m）；茲j——第j 土條滑弧面中點(diǎn)處的法線與垂直面的夾角（°）；lj——第j 土條的滑弧段長度（m），取lj＝bj/cos茲j；qj——作用在第j 土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；駐Gj——第j 土條的自重（kN），按天然重度計(jì)算；uj——第j 土條在滑弧面上的孔隙水壓力（kPa），采用落底式截水帷幕時(shí)，對地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外側(cè)，可取uj＝γwhwaj，在基坑內(nèi)側(cè)，可取uj＝γwhwpj；滑弧面在地下水位以上或?qū)Φ叵滤灰韵碌恼承酝?，取uj＝0；γw——地下水重度（kN/m3）；hwaj——基坑外側(cè)第j 土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭（m）；hwpj——基坑內(nèi)側(cè)第j 土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭（m）。

計(jì)算簡圖如圖4 所示。

圖4 圓弧滑動(dòng)條分法示意圖

計(jì)算求得min{ Ks1，Ks2，…，Ksi，…}=1.829≥Ks=1.3，整體滑動(dòng)穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算

在承壓水作用下，基坑底部突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算公式如下。

計(jì)算簡圖如圖5 所示。

圖5 滲透穩(wěn)定性計(jì)算簡圖

計(jì)算得出Dγ/（hwγw）=1.449≥Kh=1.1，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

本項(xiàng)目臨近大海，在基坑開挖及施工過程中并未出現(xiàn)滲透、塌方、傾斜以及位移過大現(xiàn)象，僅基坑上部部分區(qū)域在雨后出現(xiàn)輕微裂縫，經(jīng)混凝土硬化后正常使用。由此可以得到以下幾條結(jié)論：①鋼板樁在沿海地區(qū)具有較好的適用性，能夠在一定的程度縮短建設(shè)周期、減少放坡開挖、節(jié)約工程成本。②鋼板樁支護(hù)具有良好的隔水性能，但需在施工過程中保證將每個(gè)鎖口鎖死，同時(shí)基坑頂部要做好疏水措施。③鋼板樁因自身具有較高的剛度及強(qiáng)度，因此在基坑深度開挖不大的情況下，具有良好的穩(wěn)定性。